CN102323585A - 一种超声波的处理方法 - Google Patents

Abstract

一种超声波的处理方法，包括超声波处理步骤，该超声波回波处理步骤为：对滤波后的回波信号放大，经放大后的回波信号再滤波，再对经第二次滤波后的回波信号作两级信号放大；根据回波信号的强度及时间变化，预设比较电压阈值，计算回波信号的脉宽、脉冲数，若回波信号符合探头的脉宽、探头脉冲数及预设的比较电压阈值的要求，即为无干扰的回波信号，否则即识别为带干扰信号的回波信号并把干扰信号去掉。本发明能够有效提高回波识别能力和反应速度，以及能够更准确地探测到障碍物并减少对障碍物的误判情况。

Description

一种超声波的处理方法

技术领域

本发明涉及一种超声波的处理方法，更具体地说，涉及一种用在超声波泊车系统等方面的超声波的处理方法。

背景技术

在超声波泊车系统等领域，多采用控制主机、脉冲发送电路、超声波发送器、超声波接收器、脉冲接收电路、计数电路、振荡电路组合在一起进行测距，其中，超声波发送器、超声波接收器可由一个具有收发一体功能的超声波探头替代。一般采用的超声波测距方法为脉冲反射法或称为时差法，该方法能够测量到超声波发送脉冲和物体之间、超声波接收脉冲和物体之间的反射时间，其测量公式为：L=C*T/2，式中，C为声音传播速度，L为距离，T为发射时间。

传播到空气中的超声波强度随距离的变化成比例地减弱，这是因为衍射现象所导致的在球形表面上的扩散损失，也是因为介质吸收能量产生的吸收损失。超声波的频率越高，衰减率就越高，超声波的传播距离也就越短，因此，超声波探头所接收的回波信号就极其微弱，并且不同的物体因为吸收不同，所反射的超声波信号也不尽相同。线路噪音、应用环境等都对微弱信号的影响非常大。因此，对于泊车系统等来说，如何有效准确地对车身周围的障碍物进行判断测距并对其警示，是其基本功能，目前多用超声波技术来解决测距问题。

目前，在超声波泊车系统等领域，由于超声波在工作过程中的超声波回波中易存在干扰，所以，如何完善超声波技术的关键还在于对超声波回波的处理。

目前，对超声波回波的处理方法及存在的不足如下：

由于回波信号极其微弱，线路中本身也存有各种各样的信号，所以需要滤波和放大，放大的倍数非常大，这就需要优化放大的方式，一般采用放大、滤波、再放大的处理方式。同样需要研究到底一级放大多少倍，二级放大多少倍才能得到最有效的信号，因为匹配很重要，虽然在信号放大足够处理的强度，都可以得出距离数据，但是并不准确，各级放大和滤波的线路对信号的稳定性以及抗干扰能力的影响很大。对回波的识别和处理上，由于泊车的实际环境大多要比实验室中理想的环境复杂，所以会有多个障碍物一连串的回波信息，而大多数产品都将接收到的第一次回波作为有效回波进行计算处理，这样就增加了漏测障碍物，误判和受干扰的几率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效提高回波识别能力和反应速度的超声波的处理方法，该超声波的处理方法能够更加准确地探测到障碍物并减少对障碍物的误判情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种超声波的处理方法，其包括超声波回波处理步骤；

所述的超声波回波处理步骤为：对滤波后的回波信号进行第一次放大，经第一次放大后的回波信号进行第二次滤波，再对经第二次滤波后的回波信号进行两级信号放大；根据回波信号的强度及时间变化，对比较电压的阈值进行至少一级的预先设定，对回波信号进行脉宽、脉冲数的计算，若回波信号符合超声波探头的脉宽、超声波探头脉冲数以及预设的比较电压的阈值的要求，即为无干扰的回波信号，否则即识别为带干扰信号的回波信号并把干扰信号去掉。

在所述的超声波回波处理步骤中：对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号的脉宽比超声波探头的脉宽长或短，即该部分干扰信号通过脉宽的宽度测量来识别去掉；对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号为脉冲数少的信号，即该部分干扰信号通过脉冲数计数来识别去掉；对于带干扰信号的回波信号，若某部分干扰信号产生回波包络很小的回波信号，即其在外设的示波器上显示的面积较小，即对该部分干扰信号也去掉。

在所述的超声波回波处理步骤中：对于距离远近造成的强弱不同的回波，根据回波的衰减信息对比较电压的阈值进行相应设定，则距离近则比较电压的阈值高，并根据时间依次降低相应的比较电压的阈值。

在所述的超声波回波处理步骤中：若无法判断是否为带干扰信号的回波信号，即对回波信号进行至少两次测量以进行对比确认，若各次测量的测量值之间的误差不超过0.8～1.2厘米，即确认为不带干扰信号的回波信号，否则，即为带干扰信号的回波信号并把干扰信号部分去掉。

其还包括对超声波信号作数字化处理的步骤。

本发明由于采用了上述方法，故其具有以下有益效果：

（1）本发明根据回波信号的强度及时间变化及对比较电压的阈值的预先设定，若回波信号符合超声波探头的脉宽、超声波探头脉冲数以及预设的比较电压的阈值的要求，即为无干扰的回波信号，否则即识别为带干扰信号的回波信号并把干扰信号去掉。故本发明的方法能够有效提高回波的针对性识别能力、反应速度，本发明能够更加准确地探测到障碍物，减少对障碍物的误判情况，其能更准确地判定和识别对车身有危险障碍物，其探测反应时间更快，抗扰能力更强。

在阅读本发明的实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

具体实施方式

下面以一个实施方式对本发明作进一步详细的说明，但应当说明，本发明的保护范围不仅仅限于此。

一种超声波的处理方法，其包括超声波回波处理步骤。该超声波回波处理步骤为：对滤波后的回波信号进行第一次放大，经第一次放大后的回波信号进行第二次滤波，再对经第二次滤波后的回波信号进行两级信号放大，其中，滤波有助于去掉噪音信号等，需要两级信号放大时是由于运放本身信噪比的限制，所以分两次放大能达到信号放大的要求；根据回波信号的强度及时间变化，对比较电压的阈值进行至少一级的预先设定，对回波信号进行脉宽、脉冲数的计算，若回波信号符合超声波探头的脉宽、超声波探头脉冲数以及预设的比较电压的阈值的要求，即为无干扰的回波信号，否则即识别为带干扰信号的回波信号并把干扰信号去掉。

在本技术方案中，在所述的超声波回波处理步骤中：对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号的脉宽比超声波探头的脉宽长或短，即该部分干扰信号通过脉宽的宽度测量来识别去掉。对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号为脉冲数少的信号，即该部分干扰信号通过脉冲数计数来识别去掉。对于带干扰信号的回波信号，若某部分干扰信号产生回波包络很小的回波信号，即其在外设的示波器上显示的面积较小，即对该部分干扰信号也去掉，例如，地面的碎石杂物可能产生回波包络很小的回波信号，这些无威慑的障碍物制造的回波信号也需要去除，由于其脉冲包络的范围过小，故其回波信号在示波器上显示的面积较小。

在本技术方案中，在超声波回波处理步骤中：对于距离远近造成的强弱不同的回波，根据回波的衰减信息对比较电压的阈值进行相应设定，则距离近则比较电压的阈值高，并根据时间依次降低相应的比较电压的阈值。

在本技术方案中，在超声波回波处理步骤中：若无法判断是否为带干扰信号的回波信号，即对回波信号进行至少两次测量以进行对比确认，若各次测量的测量值之间的误差不超过0.8～1.2厘米，即确认为不带干扰信号的回波信号，否则，即为带干扰信号的回波信号并把干扰信号部分去掉。

在本技术方案中，其还包括对超声波信号作数字化处理的步骤。其中，通过对超声波信号作数字化处理步骤，便于设备的控制主机的灵活处理，并能有效提高数据处理速度和反应速度。如在具体操作时，可将处理后的波形以及所处的状态信息等发送给控制主机，所处状态信息包含比如比较阈值、发波数、发波频率、校验信息等。

虽然描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超声波的处理方法，其包括超声波回波处理步骤，其特征在于；

所述的超声波回波处理步骤为：

对滤波后的回波信号进行第一次放大，经第一次放大后的回波信号进行第二次滤波，再对经第二次滤波后的回波信号进行两级信号放大；

根据回波信号的强度及时间变化，对比较电压的阈值进行至少一级的预先设定，对回波信号进行脉宽、脉冲数的计算，若回波信号符合超声波探头的脉宽、超声波探头脉冲数以及预设的比较电压的阈值的要求，即为无干扰的回波信号，否则即识别为带干扰信号的回波信号并把干扰信号去掉。

2.根据权利要求1所述的超声波的处理方法，其特征在于，在所述的超声波回波处理步骤中：

对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号的脉宽比超声波探头的脉宽长或短，即该部分干扰信号通过脉宽的宽度测量来识别去掉； 

对于带干扰信号的回波信号，若干扰信号为脉冲数少的信号，即该部分干扰信号通过脉冲数计数来识别去掉；

对于带干扰信号的回波信号，若某部分干扰信号产生回波包络很小的回波信号，即其在外设的示波器上显示的面积较小，即对该部分干扰信号也去掉。

3.根据权利要求1所述的超声波的处理方法，其特征在于，在所述的超声波回波处理步骤中：

对于距离远近造成的强弱不同的回波，根据回波的衰减信息对比较电压的阈值进行相应设定，则距离近则比较电压的阈值高，并根据时间依次降低相应的比较电压的阈值。

4.根据权利要求1所述的超声波的处理方法，其特征在于，在所述的超声波回波处理步骤中：

若无法判断是否为带干扰信号的回波信号，即对回波信号进行至少两次测量以进行对比确认，若各次测量的测量值之间的误差不超过0.8～1.2厘米，即确认为不带干扰信号的回波信号，否则，即为带干扰信号的回波信号并把干扰信号部分去掉。

5.根据权利要求1所述的超声波的处理方法，其特征在于：其还包括对超声波信号作数字化处理的步骤。