多普勒測(cè)速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多普勒測(cè)速器，包括聲波收發(fā)器、頻率分析器、運(yùn)算器；在每次測(cè)量過程中，所述聲波收發(fā)器向被測(cè)目標(biāo)發(fā)送兩次聲波信號(hào)，第二次聲波信號(hào)在第一次聲波信號(hào)返回后發(fā)送；所述頻率分析器分析出兩次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率；所述運(yùn)算器根據(jù)兩次聲波信號(hào)發(fā)送的時(shí)間間隔、每次聲波信號(hào)的往返時(shí)間、任意一次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度。該多普勒測(cè)速器可以在移動(dòng)狀態(tài)下，測(cè)量出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度，從而適應(yīng)各種狀況下的測(cè)量。
【專利說明】多普勒測(cè)速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別地，是涉及一種電子測(cè)速器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的測(cè)速儀主要有光學(xué)測(cè)速儀和聲波測(cè)速儀，該兩種測(cè)速儀均屬于相對(duì)測(cè)速儀，亦即只能以測(cè)速頭為參考，測(cè)探出被測(cè)物體相對(duì)于探測(cè)頭的速度，其原理是:探測(cè)頭向被測(cè)物體連續(xù)發(fā)送信號(hào)，根據(jù)兩次信號(hào)的往返時(shí)間差，以及信號(hào)的傳播速度，即可算出被測(cè)物體相對(duì)于探測(cè)頭的速度，然而，目前的這種測(cè)速儀卻無法算出自身的速度，因此，在一些特殊情況下，無法用 于探測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的絕對(duì)速度，如，在警車追趕超速車輛時(shí)，警車內(nèi)的測(cè)速裝置就無法直接測(cè)量出超速車輛的實(shí)際速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種多普勒測(cè)速器，該多普勒測(cè)速器可以在移動(dòng)狀態(tài)下，測(cè)量出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度，從而適應(yīng)各種狀況下的測(cè)量。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該多普勒測(cè)速器包括聲波收發(fā)器、頻率分析器、運(yùn)算器；在每次測(cè)量過程中，所述聲波收發(fā)器向被測(cè)目標(biāo)發(fā)送兩次聲波信號(hào)，第二次聲波信號(hào)在第一次聲波信號(hào)返回后發(fā)送；所述頻率分析器分析出兩次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率；所述運(yùn)算器根據(jù)兩次聲波信號(hào)發(fā)送的時(shí)間間隔、每次聲波信號(hào)的往返時(shí)間、任意一次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度。
[0005]該多普勒測(cè)速器中，運(yùn)算器的具體計(jì)算過程如下:假設(shè)測(cè)速器自身的速度為矢量vl，被測(cè)目標(biāo)的速度矢量為v2，聲波在空氣中的速度為V，兩次聲波信號(hào)的發(fā)射頻率為fl，對(duì)應(yīng)的返回頻率為f2 (兩次返回頻率理論上相等)，第一次聲波信號(hào)的往返時(shí)間為tl、第二次往返時(shí)間為t2，兩次聲波信號(hào)發(fā)射的時(shí)間間隔為At，第一次聲波信號(hào)發(fā)射時(shí)，測(cè)速器與被測(cè)目標(biāo)之間的距離為L(zhǎng) ;前述參數(shù)中，vl、v2、L為未知量，其余均為已知量；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及多普勒原理，可以得到如下方程:
L/(v-v2)+[L+L(v2-vl)/(v-v2)]/(v+vl)=tl ①
LX/ (v-v2) + [ LX + LX (v2-vl)/ (v-v2)]/ (v+vl)=tl ②
f2=[ (v-v2-vl)fI/(v+v2)]*[(v-v2)/(v+v2+vl)]③
其中，LX=L+At(v2-vl)
聯(lián)立以上方程，構(gòu)成包含三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù)的方程組，即可解得vl、v2，從而得出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度vl+v2。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:該多普勒測(cè)速器在工作時(shí)，同時(shí)對(duì)聲波往返信號(hào)的時(shí)間變化以及頻率變化推算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度；其在移動(dòng)和固定狀態(tài)下，均可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)速，可適應(yīng)各種工作狀況。
【具體實(shí)施方式】[0007]下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明:
本多普勒測(cè)速器包括聲波收發(fā)器、頻率分析器、運(yùn)算器；在每次測(cè)量過程中，所述聲波收發(fā)器向被測(cè)目標(biāo)發(fā)送兩次聲波信號(hào)，第二次聲波信號(hào)在第一次聲波信號(hào)返回后發(fā)送，但兩次聲波信號(hào)發(fā)送的時(shí)間間隔不宜相隔太長(zhǎng)，以免被測(cè)目標(biāo)和測(cè)速器的移動(dòng)速度變化過大，一般地，第二次聲波信號(hào)可以在接收到第一次聲波信號(hào)的返回信號(hào)后0.5秒內(nèi)發(fā)送。
[0008]所述頻率分析器分析出兩次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率，理論上，兩次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)頻率是相等的，因?yàn)?，在短時(shí)間內(nèi)，被測(cè)目標(biāo)的速度、測(cè)速器的速度可以認(rèn)為是穩(wěn)定的，而聲波信號(hào)在空氣中的速度亦是恒定的，根據(jù)多普勒原理，返回信號(hào)的頻率與被測(cè)目標(biāo)、測(cè)速器之間的距離無關(guān)，故而兩次返回信號(hào)的頻率相等。
[0009]所述運(yùn)算器根據(jù)兩次聲波信號(hào)發(fā)送的時(shí)間間隔、每次聲波信號(hào)的往返時(shí)間、任意一次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度。所述運(yùn)算器的具體計(jì)算過程如下:假設(shè)測(cè)速器自身的速度為矢量vl，被測(cè)目標(biāo)的速度矢量為v2，聲波在空氣中的速度為V，兩次聲波信號(hào)的發(fā)射頻率為Π，對(duì)應(yīng)的返回頻率為f2(兩次返回頻率理論上相等)，第一次聲波信號(hào)的往返時(shí)間為tl、第二次往返時(shí)間為t2，兩次聲波信號(hào)發(fā)射的時(shí)間間隔為At，第一次聲波信號(hào)發(fā)射時(shí)，測(cè)速器與被測(cè)目標(biāo)之間的距離為L(zhǎng) ;前述參數(shù)中，vl、v2、L為未知量，其余均為已知量；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及多普勒原理，可以得到如下方程:
L/(v-v2) + [L+L(v2-vl)/(v-v2)]/(v+vl)=tl ①
LX/ (v-v2) + [ LX + LX (v2-vl)/ (v-v2)]/ (v+vl)=tl ②
f2=[ (v-v2-vl)fI/ (v+v2)]*[(v-v2)/(v+v2+vl)]③
其中，LX=L+At(v2-vl) 聯(lián)立以上方程，構(gòu)成包含三個(gè)方程三個(gè)未知數(shù)的方程組，即可解得vl、v2，從而得出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度vl+v2。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:該多普勒測(cè)速器在工作時(shí)，同時(shí)對(duì)聲波往返信號(hào)的時(shí)間變化以及頻率變化推算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度；其在移動(dòng)和固定狀態(tài)下，均可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)速，可適應(yīng)各種工作狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種多普勒測(cè)速器，包括聲波收發(fā)器、頻率分析器、運(yùn)算器；其特征在于:在每次測(cè)量過程中，所述聲波收發(fā)器向被測(cè)目標(biāo)發(fā)送兩次聲波信號(hào)，第二次聲波信號(hào)在第一次聲波信號(hào)返回后發(fā)送；所述頻率分析器分析出兩次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率；所述運(yùn)算器根據(jù)兩次聲波信號(hào)發(fā)送的時(shí)間間隔、每次聲波信號(hào)的往返時(shí)間、任意一次聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的返回信號(hào)的頻率，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的絕對(duì)速度。
【文檔編號(hào)】G01S15/58GK103675825SQ201310673327
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】薛瑜峰 申請(qǐng)人:蘇州市峰之火數(shù)碼科技有限公司