本發(fā)明涉及一種超聲測(cè)距方法，尤其涉及一種基于回波時(shí)延估計(jì)超聲測(cè)距的方法。

背景技術(shù)：

1、超聲測(cè)距作為一種典型的非接觸測(cè)量方法，在很多場(chǎng)合諸如工業(yè)自動(dòng)控制、建筑工程測(cè)量和機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別等方面得到廣泛的應(yīng)用。和其他方法相比，如激光測(cè)距、微波測(cè)距等，由于聲波在空氣中傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光線和無(wú)線電波的傳播速度，對(duì)于時(shí)間測(cè)量精度的要求遠(yuǎn)小于激光測(cè)距、微波測(cè)距等系統(tǒng)，因而超聲測(cè)距系統(tǒng)電路易實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，且超聲波在傳播過(guò)程中不受煙霧、空氣能見(jiàn)度等因素的影響。

2、目前，超聲測(cè)距時(shí)延估計(jì)方法有閾值法、互相關(guān)法、頻域相位檢測(cè)法和時(shí)頻分析法。其中，閾值法簡(jiǎn)單實(shí)用，實(shí)時(shí)性好，但抗干擾能力差，且不能準(zhǔn)確判定回波前沿出現(xiàn)的時(shí)刻，難以獲得高精度。頻域相位檢測(cè)法和時(shí)頻分析法計(jì)算量大，對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)存儲(chǔ)容量要求很高，實(shí)用性較低?；ハ嚓P(guān)法則是一種適合低信噪比信號(hào)，而且適合低采樣速率的算法，使用比較廣泛。但常規(guī)的互相關(guān)法是以采樣數(shù)據(jù)為樣本直接處理，測(cè)量距離較遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)算處理的數(shù)據(jù)龐大，對(duì)于處理器的存儲(chǔ)容量和處理速度要求很高，很難在資源有限的處理器上同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程的綜合性能。此發(fā)明專(zhuān)利正是針對(duì)以上出現(xiàn)的技術(shù)瓶頸提出一種全新的實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程的回波時(shí)延估計(jì)超聲測(cè)距的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題提出一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程的回波時(shí)延估計(jì)超聲測(cè)距方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方法如下：首先在被探測(cè)目標(biāo)物x與超聲測(cè)距系統(tǒng)a距離未知的情況下，超聲測(cè)距系統(tǒng)a首先利用低采樣率模式完成大量程下的回波采樣和與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的互相關(guān)處理，從而判定是否存在被探測(cè)目標(biāo)物x。

3、其次若不存在被探測(cè)目標(biāo)物x，則繼續(xù)以低采樣率模式工作；若存在被探測(cè)目標(biāo)物x，則可初步判定被探測(cè)目標(biāo)物x的當(dāng)前低精度位置。

4、再次在被探測(cè)目標(biāo)物x位置的前后一定范圍內(nèi)，切換為較高采樣率模式；進(jìn)一步，前述較高采樣率模式依據(jù)精度要求和處理器儲(chǔ)存容量而定；

5、切換模式后完成相同回波的二次采樣和與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的互相關(guān)處理，從而確定被探測(cè)目標(biāo)物x的高精度位置。

6、最后若這時(shí)被探測(cè)目標(biāo)物x的位置偏離了高采樣率模式工作時(shí)的最大探測(cè)范圍，則超聲測(cè)距系統(tǒng)a切換為低采樣率模式工作，重新探測(cè)被探測(cè)目標(biāo)物x的位置，直至判定存在被探測(cè)目標(biāo)物x在當(dāng)前超聲測(cè)距系統(tǒng)a所支持的最大超聲波探測(cè)范圍。

7、本發(fā)明的有益效果是：能實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程的回波時(shí)延估計(jì)超聲測(cè)距。

技術(shù)特征：

1.一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，所述步驟一通過(guò)互相關(guān)函數(shù)是否大于預(yù)設(shè)的閾值判斷是否存在目標(biāo)物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，所述步驟一在判斷是否存在被探測(cè)目標(biāo)物過(guò)程中，如不存在被探測(cè)目標(biāo)物，則超聲測(cè)距系統(tǒng)繼續(xù)以低采樣率模式工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，所述步驟三被探測(cè)目標(biāo)物位置的前后一定范圍內(nèi)為[l-d*m，l+d*m]，其中m為系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量；切換為較高采樣率模式時(shí)的較高采樣率為c/2d。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，所述步驟四確定被探測(cè)目標(biāo)物的高精度位置，超聲測(cè)距系統(tǒng)a計(jì)算測(cè)量距離溫度校正并判斷被探測(cè)目標(biāo)物是否在范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，其特征在于，所述步驟四確定目標(biāo)物的高精度位置，若被探測(cè)目標(biāo)物的位置偏離了高采樣率模式工作時(shí)的最大探測(cè)范圍，則超聲測(cè)距系統(tǒng)切換為低采樣率模式工作，重新探測(cè)被探測(cè)目標(biāo)物的位置，直至判定存在被探測(cè)目標(biāo)物在當(dāng)前超聲測(cè)距系統(tǒng)所支持的最大超聲波探測(cè)范圍。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程超聲測(cè)距的方法，具體步驟包括；首先利用低采樣率模式完成大量程下的回波采樣和與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的互相關(guān)處理，從而判定是否存在被探測(cè)目標(biāo)物；其次，若不存在被探測(cè)目標(biāo)物，則繼續(xù)以低采樣率模式工作；若存在被探測(cè)目標(biāo)物，則初步判定被探測(cè)目標(biāo)物的當(dāng)前低精度位置；再次在被探測(cè)目標(biāo)物位置的前后一定范圍內(nèi)，切換為較高采樣率模式；切換模式后完成相同回波的二次采樣和與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的互相關(guān)處理，從而確定被探測(cè)目標(biāo)物X的高精度位置；本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的方法能實(shí)現(xiàn)高精度、遠(yuǎn)量程的回波時(shí)延估計(jì)超聲測(cè)距。

技術(shù)研發(fā)人員：劉國(guó)希
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南迪文科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9