CN104656086A - 车用超声波传感器及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车用超声波传感器及其运行方法。本发明实施例的车用超声波传感器其组成包括：生成频率随时间变化的发送信号的发送部；输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的传感器单元；以及，接收所述超声波信号被障碍物反射返回的接收信号，将接收的所述接收信号和所述发送信号实施相关运算而增加所述接收信号振幅的接收部。

Description

车用超声波传感器及其运行方法

技术领域

本发明涉及车用超声波传感器，尤其涉及可增加车用超声波传感器感应距离的技术。

背景技术

普通车用停车辅助系统的超声波传感器是在发送超声波以后，接收处理从物体反射的信号而提供物体的距离信息。车用停车辅助系统的超声波传感器如图1所示，其组成包括：用电生成发送信号的发送信号发生器11、将生成的电信号转换成物理振动即声波的传感器单元13、在接收信号中判别有物体的时间的接收信号处理器15。接收信号为AM(Amplitude Modulation；调幅)信号，因此超声波传感器为识别物体位置，需要检测包络线的解调过程。从位于与车辆有碰撞危险的距离的障碍物反射出的信号包络线的大小大于临界值T_h，故超声波传感器可以利用接收信号的包络线值判别有无障碍物。就是说，超声波传感器利用大于临界值以上的包络线值被接收的时间求出物体的位置。超声波信号在行进距离成比例地衰减，因此当发送信号的振幅大小为A，则被反射于在距离R的物体接收的信号的大小如数学式1所示。

【数学式1】

接收信号大小＝α(R)²βA

其中，α(R)是根据距离的衰减系数(0≤α(R)≤1)，β是在物体表面上的反射系数(0≤β≤1)。一般来说，R1<R2时α(R1)大于α(R2)，(α(R1)>α(R2)),α(R)²β小于0.00001(α(R)²β<0.00001)。随之，物体的距离越远，接收信号的大小越变小。为处理大小小的被接收信号，须在接收信号处理器上放大信号。此时，若放大率为G，则由于接收信号和包络线的振幅相同，因此只要满足数学式2即可判别位于距离R的物体。

【数学式2】

α(R)²βAG＞T_h

为增加所述车用超声波传感器的感应距离，须发送较大振幅A的信号，或者增加接收放大器的增益G。就是说，若感应距离极限为R1，为增加具有振幅为A1和增益为G1的超声波传感器的感应距离增加至R2(R2>R1→α(R1)/α(R2)>1)，需要更大的振幅A2和增益G2。如果感应距离极限为R1、R2的两个超声波传感器的增益相同(G1＝G2)，振幅A2如数学式3求出，而发送振幅相同(A1＝A2)，则增益G2如数学式4求出。

【数学式3】

α(R₁)²βA₁G₁＝α(R₂)²βA₂G₂＝α(R₂)²βA₂G₁≥T_h

A₂＝{α(R₁)/α(R₂)}²A₁

【数学式4】

α(R₁)²βA₁G₁＝α(R₂)²βA₂G₂＝α(R₂)²βA₁G₂≥T_h

G₂＝{α(R₁)/α(R₂)}²G₁

其中,由于α(R1)/α(R2)>1，因此在各个状态下均为A2>A1、G2>G1。

一方面，现有车用停车辅助系统的超声波传感器为获得高发送振幅而使用变压器实施升压。但，变压器的匝数比越高，需从输入端供应的电流量增加，因受到超声波传感器装置大小限制而实际可获得的振幅值则存在物理限制。而且一般是利用球形波驱动超声波传感器的传感器单元，因此传感器单元转换成声波的频率带宽以外能量被转换成热量。因此，使用振幅越高，转换的热能量增加，故因传感器单元因热化现象造成寿命缩短。

另一方面，现有车用停车辅助系统的超声波传感器为增加感应距离，提升增幅增益。但这种状态下，杂音也与接收信号一起被放大。而且距离越远，接收信号的大小越变小，但杂音的大小相同，因此在被增加幅度的信号中很难区分接收信号和杂音。而且，外部的电磁波或音频率带宽的环境噪声谐波含量等，也可以通过提高增益成为临界值以上的信号值，因此现有超声波传感器对于环境的变化比较脆弱。

发明内容

技术问题

本发明要解决的技术问题是，提供一种可增加超声波传感器感应距离的技术方案。

技术方案

根据为达成前文所述问题，本发明实施例的车用超声波传感器包括：生成频率随时间变化的发送信号的发送部；输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的传感器单元；以及，接收所述超声波信号被障碍物反射返回的接收信号，对接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算而增加所述接收信号振幅的接收部。

根据为达成前文所述问题，本发明实施例的车用超声波传感器的运行方法是该实施步骤包括：生成频率随时间变化的发送信号的步骤；输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的步骤；以及接收被障碍物反射返回的对于所述超声波信号接收信号的步骤；以及为增加所述接收信号的振幅，将接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算的步骤。

有益效果

根据本发明的实施例，其有益效果在于，将离散线性调频信号生成为发送信号进行发送，利用基于传感器单元频率响应的加权值和发送信号，对接收信号实施脉冲压缩，进而压缩时间轴上散开的接收信号，使振幅增加到极限以上，使远距离感应得以实现而克服现有超声波传感器上存在的感应距离的局限。

另外，根据本发明的实施例，只有除杂音以外的接收信号的大小被脉冲压缩，从而提供比现有超声波传感器更高的信噪比，降低未感应或错误感应的概率，且不需要增加具有物理局限性的发送信号振幅或接收信号振幅增益的其它硬件，也可以利用球形波和车用传感器单元的特性即可实现本发明。

附图说明

图1是现有车用超声波传感器的结构框图；

图2是本发明实施例的车用超声波传感器的框图；

图3是说明本发明实施例的接收信号脉冲压缩的示意图；

图4是本发明实施例的传感器单元频率响应的例示图；

图5是本发明实施例的车用超声波传感器的详细结构图；

图6是说明本发明实施例的生成发送信号的示意图；

图7是说明本发明的实施例的接收信号脉冲压缩的示意图。

图中:

100:车用超声波传感器；   110:发送部；

120:接收部；             130:接收部。

具体实施方式

对于本发明的优点和特点，还有达成方法参照下文中的实施例和附图即可明确。但本发明并不被下文中的实施例所限制，彼此以多样的形式构成，只是这些实施例可以使本发明的解析更加完整，并且为了向掌握了本发明所属的技术领域的一般知识的人更加完全地展示而被提供，而且本发明通过记载于权利要求书而被定义。说明书中使用的“包括(comprises)”或者“包括的(comprising)”不排除所涉及的构成要素、步骤、动作以及/或元件以外的一个以上的其它构成要素、步骤、动作以及/或元件的存在或者补充。

下面参照附图，对本发明优选实施例详细进行描述。首先对附加于各附图构成要素的参照符号，对于同一个构成要素就算在其他附图中也尽量授予同一个符号；而且说明本发明时，若对有关的公知功能或者结构的具体说明使本发明宗旨变得模糊则省略该详细说明。

本发明实施例的车用超声波传感器包括：生成频率根据时间发生变化的发送信号的发送部；输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的传感器单元；以及接收被障碍物反射返回的所述超声波信号的接收信号，并将接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算以增加所述接收信号振幅的接收部。

作为一例，所述发送部将频率连续变化的线性调频信号(chirp)生作为所述发送信号生成。

此时，所述接收部在所述发送信号为 $s_c\left(t\right)=\left\{\begin{array}{ccc}{A_e}^{j2\mathrm{\&pi;}((f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})t+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}{t}^2)},& \mathrm{if}& 0\&le;t\&le;T\\ 0,& & \mathrm{otherwise}\end{array}\right.,$ 所述接收信号为时,则利用下面的数学式对所述发送信号和所述接收信号进行相关运算, $(s_c,r_c)\left(t\right)=A^2\mathrm{T\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\sin c\left[\mathrm{\&pi;\&Delta;f}(t-\frac{2R}{c})\mathrm{\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\right]e^{j2\mathrm{\&pi;}{f}_{0}t}*s\left(t\right)*s\left(t\right)$ 其中,f₀是中心频率,T是既定时间,Δf是频率振幅,t是所述既定时段(T)内的发送时间,s(t)是脉冲(impulse)响应,R是物体距离,c是超声波速度,*是卷积(convolution)运算,Λ(t)是三角(triangular)函数。

另一个例子是，所述发送部将把三角函数的每半周期频率非连续变化的离散线性调频(discrete chirp)信号生成为所述发送信号。

此时，所述发送部变更根据时间被用于所述发送信号生成的球形波的宽度，生成所述离散线性调频信号，但利用高矩形脉冲发生器(High Rectangular PulseGenerator)和匹配电路(Matching Circuit)转换从数字脉宽控制器(Digital PulseWidth Controller)生成的两个球形波(K信号和M信号)而生成具有离散频率的三角函数的所述离散线性调频信号(U)。

所述发送部通过由以下数学式表示的所述发送信号生成，

,在此，f₀是中心频率,T既定时间段,Δf是频率振幅,N是将所述既定时间段(0～T)的N分成等分,F₁～F_N是所述被N等分的各时间段的各频率。

所述接收部考虑衰减除特定频率以外的频率带宽的根据所述传感器单元特性的加权值，生成相关函数，利用所述生成的相关函数，对所述接收信号进行脉冲压缩。

根据本发明实施例的车用超声波传感器的运行方法，其实施步骤包括：生成频率随时间发生变化的发送信号的生成步骤；输出与所述生成发的送信号对应的超声波信号的步骤；接收被障碍物反射返回的所述超声波信号的接收信号的步骤；以及，为增加所述接收信号的振幅而将接收的所述被接收信号和所述发送信号进行相关运算的步骤。

作为一例，所述发送步骤将频率连续变化的线性调频(chirp)信号生成为所述发送信号。

此时在所述相关运算步骤，所述发送信号为 $s_c\left(t\right)=\left\{\begin{array}{ccc}{A_e}^{j2\mathrm{\&pi;}((f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})t+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}{t}^2)},& \mathrm{if}& 0\&le;t\&le;T\\ 0,& & \mathrm{otherwise}\end{array}\right.,$ 所述接收信号为则利用以下数学式，将所述发送信号和所述接收信号进行相关运算, $(s_c,r_c)\left(t\right)=A^2\mathrm{T\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\sin c\left[\mathrm{\&pi;\&Delta;f}(t-\frac{2R}{c})\mathrm{\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\right]e^{j2\mathrm{\&pi;}{f}_{0}t}*s\left(t\right)*s\left(t\right)$ 其中,f₀是中心频率,T是既定时间,Δf是频率振幅,t是所述既定时段(T)内的发送时间,s(t)是脉冲(impulse)响应,R是物体距离,c是超声波速度,*是卷积(convolution)运算,Λ(t)是三角(triangular)函数。

另一方面，在所述发送步骤，将在三角函数的每半周期频率非连续变化的离散线性调频(discrete chirp)信号生成为所述发送信号。

此时在所述发送步骤，根据时间变更被用于所述发送信号生成的球形波的宽度而生成所述离散线性调频信号，但利用高矩形脉冲发生器(High RectangularPulse Generator)和匹配电路(Matching Circuit)转换从脉宽控制器(Digital PulseWidth Controller)生成的两个方波(K信号和M信号)而生成具有非连续频率三角函数的所述离散线性调频信号(U)。

在所述发送步骤，以以下数学式生成所述发送信号，其中,f₀是中心频率,T是既定时段,Δf是频率振幅,N是将所述既定时间段(0～T)的分为N等分，F₁～F_N是所述N等分的各时段的频率。

根据车用超声波传感器的运行方法，其实施步骤还包括：考虑衰减除特定频率以外的频率带宽的根据所述传感器单元特性的加权值，生成相关函数，利用所述生成的相关函数对，所述接收信号实施脉冲压缩的步骤。

本发明的实施例的车用超声波传感器将离散线性调频信号生成为发送信号发送，将发送信号和对应发送信号接收的接收信号联系在一起，对接收信号实施脉冲压缩，进而增加超声波传感器的感应距离。

本发明的实施例的车用超声波传感器将离散线性调频信号生成为发送信号发送，利用基于传感器单元频率响应的加权值和发送信号对接收信号进行脉冲压缩而增加超声波传感器的感应距离。而且，本发明的实施例的车用超声波传感器只对除杂音之外的接收信号进行脉冲压缩，从而提供比现有超声波传感器更高的信噪比，降低未感应或错误感应概率，不需增加其它硬件也可以使用球形波和车用传感器单元的特性增加超声波传感器的感应距离。

图2是本发明实施例的车用超声波传感器的框图。如图1所示，本发明实施例的车用超声波传感器100包括发送部110、传感器单元120和接收部130。

发送部110生成频率随时间变化的发送信号。发送部110生成球形波发送信号。例如，发送部110将频率随时间连续变化的线性调频(chirp)信号以发送信号生成。

在发送部110生成的发送信号可以用具备中心频率f₀的三角函数表达。例如，在中心频率f₀中，sc(t)作为在既定时段T内频率变为f₀-Δf/2～f₀+Δf/2的发送信号(chirp信号)，如数学式4，可以用复数表达。该发送信(TX SIGNAL)如图3的(A)所示。

【数学式4】

$s_c\left(t\right)=\left\{\begin{array}{ccc}{A_e}^{j2\mathrm{\&pi;}((f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})t+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}{t}^2)},& \mathrm{if}& 0\&le;t\&le;T\\ 0,& & \mathrm{otherwise}\end{array}\right.$

传感器单元120输出与通过在发送部110生成的发送信号对应的超声波信号。

接收部130接收被障碍物反射返回的所述超声波信号的接收信号。

此时，rc(t)作为的接收信号(chirp信号)，是反射信号通过传感器单元120接收的信号，可以如数学式5表达。

【数学式5】

$r_c\left(t\right)=s_c(t-\frac{2R}{c})*s\left(t\right)*s\left(t\right)$

其中,s(t)是超声波传感器100的脉冲(impulse)响应，R是物体距离，c是超声波速度,*是卷积(convolution)运算。

接收部130将接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算，进而增加所述接收信号的脉冲而增加振幅。例如，对发送信号sc(t)和接收信号rc(t)进行相关运算即可用数学式6表达，其结果(RX SIGNAL ATRER CORRELATION)见图3的B。

【数学式6】

$(s_c,r_c)\left(t\right)=A^2\mathrm{T\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\sin c\left[\mathrm{\&pi;\&Delta;f}(t-\frac{2R}{c})\mathrm{\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\right]e^{j2\mathrm{\&pi;}{f}_{0}t}*s\left(t\right)*s\left(t\right)$

其中,Λ(t)是三角(triangular)函数。根据数学式6为的相关运算结果，接收信号的振幅由A增加到A²T，通过相关关系，杂音的大小不被放大。

对由接收部130接收的接收信号进行脉冲压缩，通过增加振幅而使本发明的超声波传感器100感应比现有超声波传感器更远距离的物体。例如，与图3的A的频率变化至48kHz～68kHz的发送信号(chirp信号)振幅是1相反，相关运算结果振幅值是250。因此，虽然车用超声波传感器100通过发送部110发送振幅1的发送信号，但获得与发送振幅250的发送信号的同样结果(接收信号。)。

超声波传感器的传感器单元120如图4所示，具有可以衰减除特定频率以外的频率的特征。因此，实际车用超声波传感器不可能发送如图3中A的频率和独立信号，如果使用该信号经历相关运算过程，则准确性会下降(发生错误)。而且由于超声波传感器在发送部110生成发送信号时通过使用数字转换，因此如数学式4，连续频率不可能变更。

为此，发送部110和接收部130利用在如图5结构的在数字电路生成的球形波调制频率。

例如，发送部110变更根据时间被使用于发送信号生成的球形波宽度而生成离散线性调频信号。具体是，发送部110的脉宽控制器(Digital Pulse WidthController)111生成图6A的诸球形波(K信号和M信号)。生成的诸球形波通过高矩形脉冲发生器(High Rectangular Pulse Generator)112和匹配电路(Matching Circuit)113被转换而是被生成为具有非连续频率三角函数的离散线性调频(discrete chirp)信号(U信号)。

如此生成的信号通过传感器单元120的带通滤波器效应，具有实际三角函数的半周期(half cycle)。若此时生成的离散线性调频信号通过根据频率和时间的图表显示，即与图6的B中梯形调频函数相同。

其中生成的发送信号(离散线性调频信号)与图7的A相同。对于生成的发送信号(离散线性调频信号)，用根据时间的频率图表显示即与图7的B相同。

以调频为目的的可控调制只有球形波的宽度，因此将时段(0～T)等分为N等份时，则发送信号的各段频率(F₁～F_N)可通过数学式7显示。

【数学式7】

第一区段时， $\begin{array}{c}{f}_1-(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})=f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\frac{1}{2f_1}-f_1\\ \&RightArrow;f_1=\frac{(f_0-\mathrm{\&Delta;f}/2)+\sqrt{{(f_0-\mathrm{\&Delta;f}/2)}^2+\mathrm{\&Delta;f}/T}}{2}\end{array}$

传感器单元120输出与发送部110生成的发送信号(离散线性调频信号)对应的超声波信号。

接收部130的ADC131将被传感器单元120接收的接收信号，由模拟转换成数字，带通滤波器(Band Pass Filter,BPF)132则对与发送频率对应的特定频率带宽信号进行滤波。

即使基于球形波的离散线性调频信号被生成发送信号而被发送，但如图4所示，根据衰减传感器单元120上除中心频率以外的带宽的特性，接收具有加权值的离散线性调频信号，进而以随频率的发送信号和接收信号的振幅为准，考虑根据传感器单元120特性的加权值生成的相关函数如图7的C所示。

接收部130的交互相关(Cross Correlation)133是利用通过发送部110发送的图7的A发送信号和考虑加权值生成的图7的C的相关函数((细胞(CellBased))加权线性调频(Weighted Chirp))，对通过接收部130被接收的接收信号进行脉冲压缩。脉冲压缩结果如图7的D所示。就是说，在接收部130的接收信号的脉冲压缩结果，振幅增加1→800。

脉冲压缩结果，一般传感器单元的加权值与汉宁窗(hanning window)类似，故两侧振幅(垂直轴宽)大小减少。而且将离散线性调频信号作为发送信号使用而频率的水平轴宽(width)也减少。

接收部130的包络检波(Envelope Detection)134检波脉冲压缩的接收信号的包络线，飞行时间计算(TOF Calculation)135是利用检波的包络线，运算与物体的距离。就是说，车用超声波传感器通过这些过程，利用脉冲压缩的接收信号感应远距离的物体以及测定其距离。

如上所述，根据本发明的实施例，发送将离散线性调频信号生成的发送信号，通过利用基于频率传感器单元响应的加权值和发送信号，对接收信号进行脉冲压缩，进而压缩时间轴上散开的接收信号，使振幅增加到极限以上，使远距离感应得以实现而克服现有超声波传感器上存在的感应距离的极限。

另外，根据本发明的实施例具有，仅仅对除杂音外的接收信号的大小进行脉冲压缩，提供相比现有的超声波感应器更高的信噪比并降低未感应或错误感应概率的效果，不需要要增加其它硬件仅利用球形波和车用传感器单元的特性即可实现。

如上所述，即便通过本发明的优选实施例详细说明了本发明的构成，但具有所属本发明技术领域的一般知识的人，应理解与在本发明没改变其技术思想和必要特征下展示于本说明书的内容可以以其他方式被实施。因此应理解以上记叙的诸实施例是全面的示例并非限制。本发明的保护范围比上述详细说明更加依据下述的权利要求书而被表现，权利要求范围和与其等同的概念得出或者变形的形态应被解释为被包含于本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种车用超声波传感器，其特征在于，包括：

生成频率随时间变化的发送信号的发送部；

输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的传感器单元；以及

接收所述超声波信号被障碍物反射返回的接收信号，对接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算而增加所述接收信号振幅的接收部。

2.根据权利要求1所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述发送部通过频率连续变化的线性调频信号生成所述发送信号。

3.根据权利要求2所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述接收部是，

在所述发送信号为 $s_c\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{A_e}^{j2\mathrm{\&pi;}((f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})t+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}{t}^2)}& ,\mathrm{if}0\&le;t\&le;T\\ 0& ,\mathrm{otherwise}\end{array}\right.,$ 所述接收信号为 $r_c\left(t\right)=s_c(t-\frac{2R}{c})*s\left(t\right)*s\left(t\right)$ 时，

利用以下数学式，对所述发送信号和所述接收信号进行相关运算，

$(s_c,r_c)\left(t\right)=A^2\mathrm{T\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\sin c\left[\mathrm{\&pi;\&Delta;f}(t-\frac{2R}{c})\mathrm{\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\right]e^{j2\mathrm{\&pi;}{f}_{0}t}*s\left(t\right)*s\left(t\right)$

其中,f₀是中心频率，T是既定时间，Δf是频率振幅，t是所述既定时段(T)内的发送时间，s(t)是脉冲响应，R是物体距离，c是超声波速度，*是卷积运算，Λ(t)是三角函数。

4.根据权利要求1所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述发送部将三角函数的每半周期频率的非连续性变化的离散线性调频信号通过所述发送信号生成。

5.根据权利要求4所述的车用超声波传感器，其特征在于，

根据时间，变更将被使用于生成所述发送信号的球形波宽度而生成所述离散线性调频信号。

6.根据权利要求4所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述发送部通过利用高矩形脉冲发生器和匹配电路转换从数字脉宽控制器上生成的两个球形波波(K信号和M信号)而生成具有非连续频率的三角函数的所述离散线性调频信号(U)。

7.根据权利要求4所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述发送部生成按以下数学式表达的所述发送信号，

是第n区段时， $f_n-(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})=f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k}-f_n$ $\&RightArrow;f_n=\frac{(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})+\sqrt{{(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})}^2+\mathrm{\&Delta;f}/T}}{2}$

其中，f₀是中心频率，T是既定时段，Δf是频率振幅，N是将所述既定时段(0～T)的N等分，F₁～F_N是所述被N等分的各时段的各频率。

8.根据权利要求4所述的车用超声波传感器，其特征在于，

所述接收部考虑衰减除特定频率以外的频率带宽的根据所述传感器单元特性的加权值生成相关函数，利用所述生成的相关函数对所述接收信号进行脉冲压缩。

9.一种车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，该实施步骤包括：

生成随时间变化而变化的频率的发送信号的步骤；

输出与所述生成的发送信号对应的超声波信号的步骤；以及

接收被障碍物反射返回的所述超声波信号接收信号的步骤；以及

为增加所述接收信号的振幅，对接收的所述接收信号和所述发送信号进行相关运算的步骤。

10.根据权利要求9所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述发送步骤是，通过所述发送信号生成在既定时段T内，以中心频率f₀为基准，频率以f₀-Δf/2～f₀+Δf/2连续变化的线性调频信号，其中Δf是频率振幅。

11.根据权利要求10所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述相关运算步骤是，

在所述发送信号为 $s_c\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{A_e}^{j2\mathrm{\&pi;}((f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2})t+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}{t}^2)}& ,\mathrm{if}0\&le;t\&le;T\\ 0& ,\mathrm{otherwise}\end{array}\right.,$ 所述接收信号为 $r_c\left(t\right)=s_c(t-\frac{2R}{c})*s\left(t\right)*s\left(t\right)$ 时，

利用以下数学式，对所述发送信号和所述接收信号进行相关运算，

$(s_c,r_c)\left(t\right)=A^2\mathrm{T\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\sin c\left[\mathrm{\&pi;\&Delta;f}(t-\frac{2R}{c})\mathrm{\&Lambda;}\left(\frac{t-2R/c}{T}\right)\right]e^{j2\mathrm{\&pi;}{f}_{0}t}*s\left(t\right)*s\left(t\right)$

其中，f₀是中心频率，T是既定时间，Δf是频率振幅，t是所述既定时段(T)内的发送时间，s(t)是脉冲响应，R是物体距离，c是超声波速度，*是卷积运算，Λ(t)是三角函数。

12.根据权利要求9所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述发送步骤是，将三角函数的每半周期频率非连续性变化的离散线性调频信号通过所述发送信号生成。

13.根据权利要求12所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述发送步骤是，根据时间变更被使用于所述发送信号的球形波的宽度而生成所述离散线性调频信号。

14.根据权利要求12所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述发送步骤是，通过利用高矩形脉冲发生器和匹配电路转换从数字脉宽控制器上生成的两个球形波(K信号和M信号)而生成具有非连续频率的三角函数的所述离散线性调频信号(U)。

15.根据权利要求12所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

所述发送步骤是，

生成按以下数学式表达的所述发送信号，

是第n区段时， $f_n-(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})=f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k}-f_n$ $\&RightArrow;f_n=\frac{(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})+\sqrt{{(f_0-\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{2}+\frac{\mathrm{\&Delta;f}}{T}\underset{k=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{1}{2f_k})}^2+\mathrm{\&Delta;f}/T}}{2}$ 其中,f₀是中心频率，T是既定时段，Δf是频率振幅，N是将所述既定时段(0～T)的N等分，F₁～F_N是所述N等分的各时段各频数的步骤。

16.根据权利要求12所述的车用超声波传感器的运行方法，其特征在于，

还包括：考虑衰减除特定频率以外的频率带宽的根据所述传感器单元特性的加权值生成相关函数，利用所述生成的相关函数对所述接收信号实进行冲压缩。