距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法，尤其涉及一種用于偵測(cè)移動(dòng)車輛的距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)測(cè)量距離的方法可以利用超聲波，其方法是通過(guò)超聲波收發(fā)裝置發(fā)送超聲波信號(hào)，并且接收從物體反射回來(lái)的超聲波信號(hào)，以計(jì)算超聲波收發(fā)裝置和被反射的物體之間的距離，其距離可由超聲波收發(fā)裝置接收反射的超聲波信號(hào)與發(fā)送超聲波信號(hào)的時(shí)間差乘以聲速然后除以2得到。然而，當(dāng)物體有效反射面積越小時(shí)，所述方法測(cè)量的距離的精確度就越差，因此無(wú)法有效地運(yùn)用在偵測(cè)行駛中車輛間的距離；此外，當(dāng)物體距離超聲波收發(fā)裝置越遠(yuǎn)時(shí)，相對(duì)超聲波收發(fā)裝置接收回傳超聲波信號(hào)的時(shí)間也越長(zhǎng)，接受到的訊號(hào)也越差，依據(jù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，傳統(tǒng)的方法其可偵測(cè)的距離不超過(guò)10米，因此，并不適合用于偵測(cè)行駛中車輛間的距離。
[0003]對(duì)于行駛中的車輛，還有一種傳統(tǒng)方法可以偵測(cè)其它行駛車輛的位置，其方法是每一個(gè)行駛的車輛利用全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System, GPS)將其位置上傳至服務(wù)器，然后通過(guò)服務(wù)器根據(jù)每個(gè)車輛的位置估算自己與其它車輛的距離。然而，通過(guò)全球定位系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)偵測(cè)其它車輛的距離，且其效率受限于網(wǎng)絡(luò)上傳和下載數(shù)據(jù)的速度，無(wú)法直接地實(shí)際運(yùn)用全球定位系統(tǒng)來(lái)偵測(cè)行駛中車輛間的距離。因此，對(duì)于駕駛者來(lái)說(shuō)，上述的方法都無(wú)法實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確地知道其它車輛與行駛中的車輛之間的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法，該距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法通過(guò)全球定位系統(tǒng)精準(zhǔn)地同步計(jì)時(shí)，并且由距離測(cè)量裝置主動(dòng)接收外部發(fā)送的超聲波信號(hào)，駕駛者可實(shí)時(shí)且準(zhǔn)確地知道其它車輛與行駛中的車輛之間的距離。
[0005]為解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種距離測(cè)量裝置，包括:全球定位系統(tǒng)模塊、超聲波收發(fā)模塊以及控制模塊。全球定位系統(tǒng)模塊用以產(chǎn)生脈沖信號(hào)。超聲波收發(fā)模塊用以產(chǎn)生與發(fā)送第一超聲波信號(hào)以及接收來(lái)自物體發(fā)送的第二超聲波信號(hào)?？刂颇K電性耦接全球定位系統(tǒng)模塊及超聲波收發(fā)模塊。當(dāng)控制模塊接收脈沖信號(hào)時(shí)，控制模塊控制超聲波收發(fā)模塊產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號(hào)，并且判斷超聲波收發(fā)模塊是否在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)；當(dāng)超聲波收發(fā)模塊在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)時(shí)，控制模塊根據(jù)接收第二超聲波信號(hào)與發(fā)送第一超聲波信號(hào)的時(shí)間差來(lái)決定距離測(cè)量裝置與物體之間的距離。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述超聲波收發(fā)模塊包括超聲波發(fā)送單元及超聲波接收單元，超聲波發(fā)送單元用以發(fā)送所述第一超聲波信號(hào)，超聲波接收單元用以接收所述第二超聲波信號(hào)；當(dāng)所述控制模塊接收所述脈沖信號(hào)時(shí)，所述控制模塊開啟超聲波發(fā)送單元以發(fā)送所述第一超聲波信號(hào)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述控制模塊開啟所述超聲波發(fā)送單元達(dá)第二期間后，所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波發(fā)送單元以停止發(fā)送所述第一超聲波信號(hào)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，在所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波發(fā)送單元達(dá)第三期間后，所述控制模塊開啟所述超聲波接收單元以接收所述第二超聲波信號(hào)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)所述超聲波接收單元并未在所述第一期間內(nèi)接收到所述第二超聲波信號(hào)時(shí)，所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波接收單元。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述距離測(cè)量裝置還包括警示模塊，所述警示模塊電性耦接所述控制模塊，所述警示模塊用以產(chǎn)生警示信號(hào)，當(dāng)所述時(shí)間差小于門檻時(shí)間時(shí)，所述控制模塊開啟警示模塊以產(chǎn)生警示信號(hào)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，所述門檻時(shí)間為所述第二超聲波信號(hào)行經(jīng)一安全距離所需要的時(shí)間。本發(fā)明還涉及一種距離測(cè)量方法，包括:接收由全球定位系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的脈沖信號(hào)；根據(jù)脈沖信號(hào)產(chǎn)生并且發(fā)送第一超聲波信號(hào)；判斷在第一期間內(nèi)是否接收到第二超聲波信號(hào)；當(dāng)在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)時(shí)，根據(jù)接收第二超聲波信號(hào)與發(fā)送第一超聲波的時(shí)間差來(lái)決定距離。
[0012]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，接收所述脈沖信號(hào)第二期間后，停止發(fā)送所述第一超聲波信號(hào)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，停止發(fā)送所述第一超聲波信號(hào)達(dá)第三期間后，開始判斷在所述第一期間內(nèi)是否接收到所述第二超聲波信號(hào)。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明涉及一種距離測(cè)量裝置及距離測(cè)量方法，通過(guò)全球定位系統(tǒng)精準(zhǔn)地同步計(jì)時(shí)，并且由距離測(cè)量裝置主動(dòng)接收外部發(fā)送的超聲波信號(hào)，駕駛者可實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)在安全距離內(nèi)是否有其它車輛接近行駛中的車輛。另一方面，其它車輛與設(shè)置距離測(cè)量裝置的車輛間的距離的判斷可以更加精確，并且其可偵測(cè)的距離也可增加至數(shù)百米。
[0015]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0017]附圖中，
[0018]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的距離測(cè)量裝置的方塊示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例的距離測(cè)量裝置的方塊示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的距離測(cè)量方法的流程圖；以及
[0021]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的距離測(cè)量方法中步驟S370的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]關(guān)于本文中所使用的“約”、“大約”或“大致約” 一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍在百分之二十以內(nèi)，較好地是在百分之十以內(nèi)，而更佳地則是在百分之五以內(nèi)。文中若無(wú)明確說(shuō)明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如“約”、“大約”或“大致約”所表示的誤差或范圍。
[0024]請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的距離測(cè)量裝置的方塊示意圖。在第一實(shí)施例中，距離測(cè)量裝置100可設(shè)置于行駛的車輛中并且用以偵測(cè)是否有其它車輛接近所述行駛的車輛，然而本發(fā)明并不局限于此。距離測(cè)量裝置100包含全球定位系統(tǒng)(GlobalPosit1ning System, GPS)模塊110、超聲波收發(fā)模塊120及控制模塊130。全球定位系統(tǒng)模塊110用以產(chǎn)生脈沖信號(hào)PUS。超聲波收發(fā)模塊120用以產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl以及接收來(lái)自物體(例如:其它行駛的車輛)發(fā)送的第二超聲波信號(hào)USS2?？刂颇K130電性耦接全球定位系統(tǒng)模塊110及超聲波收發(fā)模塊120。當(dāng)控制模塊130接收脈沖信號(hào)TOS時(shí)，控制模塊130控制超聲波收發(fā)模塊120產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl。另外，控制模塊130還判斷超聲波收發(fā)模塊120是否在第一期間Tl內(nèi)接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號(hào)USS2。當(dāng)超聲波收發(fā)模塊120在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)USS2時(shí)，控制模塊130根據(jù)接收第二超聲波信號(hào)USS2與發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl的時(shí)間差來(lái)決定距離測(cè)量裝置100與所述物體(也就是，其它行駛的車輛)之間的距離。
[0025]在第一實(shí)施例中，脈沖信號(hào)PUS可以是周期為I秒的秒脈沖信號(hào)(Pulse PerSecond，PPS)。由于全球定位系統(tǒng)輸出秒脈沖信號(hào)的時(shí)間與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的同步誤差不超過(guò)I微秒(us)，因此適合用來(lái)作為同步計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)。
[0026]在第一實(shí)施例中，當(dāng)控制模塊130接收到全球定位系統(tǒng)模塊110產(chǎn)生的脈沖信號(hào)PUS時(shí)，控制模塊130控制超聲波收發(fā)模塊120產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl，并且記錄發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl的時(shí)間為t0。接著，控制模塊130判斷超聲波收發(fā)模塊120在第一期間Tl內(nèi)是否接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號(hào)USS2。
[0027]當(dāng)超聲波收發(fā)模塊120在第一期間Tl內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)USS2時(shí)，控制模塊130記錄接收第二超聲波信號(hào)USS2的時(shí)間為tl。然后，控制模塊130即可根據(jù)接收第二超聲波信號(hào)USS2及發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl的時(shí)間差(tl-t0)來(lái)決定其它車輛與距離測(cè)量裝置100之間的距離，其中距離可以通過(guò)當(dāng)下溫度的聲速乘以時(shí)間差得到。例如，在溫度25°C下的聲速大約是340米/秒，控制模塊130可通過(guò)式子:340X (tl_t0)得到其它物體與距離測(cè)量裝置100之間的距離。
[0028]在第一實(shí)施例中，其它行駛的車輛也可以包含距離測(cè)量裝置100。因此，當(dāng)全球定位系統(tǒng)模塊110同步產(chǎn)生脈沖信號(hào)PUS時(shí)，所有車輛都根據(jù)脈沖信號(hào)PUS產(chǎn)生并發(fā)送第一超聲波信號(hào)USS1。若其中之一車輛在第一期間Tl內(nèi)接收到第二超聲波信號(hào)USS2(也就是，其它車輛發(fā)送的第一超聲波信號(hào)USSl )，所述車輛就可根據(jù)接收第二超聲波信號(hào)USS2與發(fā)送第一超聲波信號(hào)USSl的時(shí)間差來(lái)決定所述車輛與其它車輛的距離。
[0029]由于全球定位系統(tǒng)模塊110產(chǎn)生脈沖信號(hào)F1US時(shí),其同步計(jì)的誤差不大于I微秒，因此，距離測(cè)量裝置100接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號(hào)USS2，其誤差時(shí)間并不會(huì)大于I微秒。換句話說(shuō)，其它車輛與距離測(cè)量裝置100的距離誤差并不會(huì)大于I毫米(mm)。因此，距離測(cè)量裝置100可精準(zhǔn)地判斷與其它車輛的距離，并且使其可偵測(cè)的距離增加。
[0030]進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，第一期間Tl的長(zhǎng)度可以根據(jù)環(huán)境以及使用者的需求設(shè)定。在第一實(shí)施例中，第一期間Tl可以是小于I秒的預(yù)設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度，例如:0.9秒，其換算的距離大約是300米。一般來(lái)說(shuō)，行駛的車輛在大約300米左右的合理范圍內(nèi)偵測(cè)到有其它車輛接近時(shí)即可作出反應(yīng)；換句