CN107064939A - 用于声距测量的电路 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于声距测量的电路。在一个形式中，生成用于声换能器的声信号，其中声换能器易受限定紧密接近度指示区的混响的影响。在第一时间处生成声信号后限定紧密接近度指示区窗口的开始。在紧密接近度指示区窗口期间，从声换能器接收信号。当接收到信号时，如果从声换能器接收的在第二时间处的第一脉冲的幅度小于第一阈值而大于用于去抖动时间的第二阈值，则检测到紧密接近度指示区中的障碍物。此外，从声换能器接收的在第三时间处在紧密接近度指示区窗口外的第二脉冲的幅度应当小于第二阈值而大于用于去抖动时间的第三阈值。在该形式中，第三时间等于第一时间加上第二时间与第一时间之间的差的两倍。

Description

用于声距测量的电路
技术领域
本公开总体涉及电气电路和电子电路，并且更具体地涉及声距测量系统。
背景技术
在各种各样的应用中使用声测量系统和距离测量系统。例如，在从汽车系统到化石发现范围的应用中，使用声测量系统来测量障碍物距离。声测量系统一般通过首先发射声能脉冲、形成声波来工作。然后，记录声波飞行时间的测量。飞行时间是从发射声波直到接收声波的反射的时间，其确定障碍物的距离。使用声测量系统的汽车应用需要存在障碍物的可靠检测。当前，可能由于障碍物位于检测装置的盲点中以及引起错误障碍物检测的极端电噪声而与障碍物的可靠检测冲突。
声测量系统经常使用声换能器来既发射生成的声波，又接收反射的信号或回声信号。这些系统可能具有其内不能检测障碍物的特定距离。检测障碍物所需的较低的最小距离得到更精确检测的物体，从而得到较高的汽车安全性。当前声测量系统还高度易受极端电噪声的影响，极端电噪声是形成错误物体检测信号的一个因素。随着电磁兼容性(EMC)需求改变，允许的频率中的更高水平的电噪声无法避免，并且可能干扰精确的声距检测。错误的物体检测或者错过物体检测在汽车和其它声测量应用中可能是有害的。因此，为了保证正确的声测量系统功能性和可靠性，避免假阳性(false-positive)物体检测和假阴性(false-negative)物体检测是重要的。
附图说明
通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且可以使本公开的各种特征和优点对本领域技术人员而言变得明显。
图1以框图形式示出了根据一个实施例的声距测量系统；
图2以框图形式示出了供图1的声距测量系统使用的声距测量电路；
图3以框图形式示出了图2的感测电路；
图4示出了描绘由根据实施例的声距测量系统接收的声信号的时序图；
图5示出了描绘基于根据实施例的障碍物检测接收的声信号的时序图；
图6示出了描绘基于根据实施例的障碍物检测接收的声信号的时序图；
图7示出了描绘基于根据实施例的障碍物检测接收的声信号的时序图；
图8示出了描绘由根据实施例的声距测量系统接收的声信号的时序图；以及
图9示出了根据实施例的用于检测第一接近度指示区和第二接近度指示区中的障碍物的方法的流程图。
在不同附图中使用的相同附图标记指示相似或相同的项。除非另有说明，否则词“耦接”及其相关的动词形式包括直接连接和通过本领域已知方式进行的间接电连接两者，并且除非另有说明，否则直接连接的任何描述也暗示使用间接电连接的合适形式的替换实施例。
具体实施方式
为了说明的简单性和清楚性，附图中的元件不必按比例绘制，并且仅是示意性且非限制性的。此外，省略了公知的步骤和元件的描述和细节以简化说明。本领域技术人员将意识到，本文使用的涉及电路操作的词“在…期间”、“在…的同时”以及“当…时”并不是意味着在起动动作时立刻发生动作的精确术语，而是可以在由起动动作起动反应之间存在一些小而合理的延迟(诸如，传播延迟)。此外，术语“在…的同时”意味着至少在起动动作的持续时间的一些部分内发生特定动作。词“大约”或“基本上”的使用意味着元件的值具有期望接近规定值或位置的参数。然而，如本领域公知的，存在可能阻止值或位置如规定的那么精确的微小误差。
图1以框图形式示出了根据一个实施例的声距测量系统100。图1中的声距测量系统100包括汽车装置102、主体控制器模块(BCM)104(或电子控制电路)、扬声器164、一组传输线112、一组传感器110和障碍物120。系统控制器(诸如BCM 104)位于汽车装置102上或内，并且向扬声器164提供对应于听觉输出的电信号。
汽车装置102可通信地连接到BCM 104。BCM 104具有用于连接到一个或多个声换能器(诸如传感器110)的输出。BCM 104具有也连接到传感器110中的每一个的输入。此外，BCM 104具有向扬声器164提供输出信号的输出。传感器110中的每一个能够形成声信号，并且感测遇到障碍物120时的第一反射音频信号和第二反射音频信号。
在示出的实施例中，BCM 104在第一时间处生成用于传感器110的声信号。传感器110易受限定紧密接近度指示区(如由接近度指示区132所示)的混响的影响。BCM 104经由传输线112向传感器110发射信号，并且作为响应地，传感器110输出声信号。由传感器110生成的声信号远离传感器110行进并且通过空气传播。当BCM 104停止发射信号时，传感器110开始混响。混响具有指数衰减的幅度。BCM 104为了可能由对传播声信号干扰引起的回声信号而监测传感器110。当障碍物120处于接近度指示区内时，BCM 104从传感器110中的至少一个接收回声并且中继请求以向扬声器164输出听觉信号来表明在接近度指示区内存在障碍物。需要对严重噪声条件下障碍物移进或移出盲区以及接近度指示区进行可靠的检测。避免由于存在电噪声引起的错误接近度指示区检测是重要特性。声距测量系统100补偿进一步描述的那些问题。
图2以框图形式示出了供图1的声距测量系统使用的声距测量电路200。声距测量电路200包括控制器204、频率发生器208、发射器放大器212、声换能器214、接收器放大器216和感测电路220。
与BCM 104类似的控制器204连接到频率发生器208。从控制器204将控制信号输出到频率发生器208。另外，控制器204具有用于输出振铃时间信号、针对接近度指示区阈值232的值、接近度指示区去抖动时间234和接近度算法236的输出端子。控制器204具有用于接收针对紧密接近度指示区标记信号、有效接近度指示区标记信号以及潜在接近度指示区标记信号的信号的输入端子。控制器204可以例如是主体控制器模块、电子控制单元或操作图1的声距测量系统的控制系统。控制器204通过向频率发生器208输出控制信号，以及通过接收要被用于处理由图1的声距测量系统100接收的回声信号的算法和变量的实时和预定信号，来操作图1的声距测量系统。
频率发生器208具有用于接收控制信号的输入端子，和连接到发射器放大器212以发射生成的声信号的输出端子。生成的声信号可以是超声频率信号。
发射器放大器212具有用于从频率发生器208接收声信号的输入。连接到声换能器214的发生器放大器212的输出用于向声换能器214提供经放大的声信号。
声换能器214具有用于接收声信号的输入端子。此外，声换能器214具有适合于发射接收的回声信号的输出端子。声换能器214可以例如是压电传感器。
接收器放大器216具有用于连接到声换能器214的输入，和输出。接收器放大器216的连接到感测电路220的输出发射接收到的信号。在一个实施例中，感测电路220支持温度跟踪和声换能器振铃时间查找，并且具有连接到接收器放大器216的输出的输入，和输出，以用于提供测量当前温度的振铃时间信号并响应于当前温度对声换能器214的混响时间的估计影响而改变振铃时间信号。
感测电路220具有连接到接收器放大器216的输出的输入，和用于提供紧密接近度指示标记信号、接近度指示区标记信号以及潜在接近度指示区标记信号的输出。感测电路220另外具有用于接收振铃时间信号、针对接近度指示区阈值232的值、接近度指示区去抖动时间234、接近度算法236的输入，以及用于接收紧密接近度指示标记信号的反馈的输入。紧密接近度指示标记信号限定紧密接近度指示区窗口的开始和结束。指示区标记信号响应于接收振铃时间信号而用于限定接近度指示区窗口的开始和结束，并且相对于提供的参数检测接近度指示区中的障碍物。响应于检测到位于限定的接近度指示区窗口的大约两倍距离的障碍物，输出潜在接近度指示区标记信号。在一个实施例中，当检测到有效距离测量区(进一步关于图4讨论的)中的反射的信号时，紧密接近度指示标记信号提供紧密接近度指示区空反馈标记信号。
在操作中，控制器204向频率发生器208提供控制信号。频率发生器208生成声频信号，并且在第一时间处将生成的信号作为电信号提供给发射器放大器212。在生成声信号之后限定紧密接近度指示区窗口的开始。发射器放大器212使由频率发生器208生成的信号的功率放大，并且将声频信号提供给声换能器214。当发射器放大器212不可用时，将信号提供给声换能器214。声换能器214振动并且生成对应于提供的输入信号的信号。声换能器214易受限定紧密接近度指示区的混响的影响。由声换能器214生成的声信号振动，并且远离声换能器214行进。接收器放大器216为了回声信号监测声换能器214，并且将接收的回声信号放大，然后将回声信号发射给感测电路220。除了振铃时间信号、针对接近度指示区阈值232的值、接近度指示区去抖动时间234以及接近度算法236的输入外，感测电路220还利用接收的信号以检测存在障碍物。向控制器204提供紧密接近度指示区标记信号、有效接近度指示区标记信号以及潜在接近度指示区标记信号。控制器204使用紧密接近度指示区标记信号、有效接近度指示区标记信号以及潜在接近度指示区标记信号来校准接近度指示区窗口内的物体和/或障碍物的接近度。
在一个实施例中，利用第一接近度指示区算法，接近度指示区标记信号能够检测接近度指示区中的障碍物。接近度指示区标记信号响应于接收振铃时间信号而限定接近度指示区窗口的开始和结束。当从接收器放大器216接收的接近度指示区窗口内的脉冲的幅度大于用于限定的接近度指示区去抖动时间234的接近度指示区阈值232的预定值时，检测到障碍物。
在另一个实施例中，感测电路220利用第二接近度算法来提供作为与检测障碍物相关的输出的紧密接近度指示标记信号。给定一个或多个条件，在第一时间处，检测到紧密接近度指示区中的障碍物。第一条件提供：从声换能器214接收的在第二时间处在紧密接近度指示区窗口中的第一脉冲的幅度小于第一接近度指示区阈值，但是大于用于相关的接近度指示区去抖动时间234的第二接近度指示区阈值。此外，从声换能器214接收的在第三时间处在紧密接近度指示区窗口外的第二脉冲的幅度小于第二接近度指示区阈值但是大于用于相关的接近度指示区去抖动时间234的第三接近度指示区阈值。如由条件提供的，第三时间等于第二时间和第一时间之间的差的一又二分之一。当检测到这些条件时，响应于在紧密接近度指示区检测到障碍物而输出紧密接近度指示标记信号。
声距测量电路200的感测电路220提供了另外的接近度指示输出。在一个实施例中，当在感测电路220处接收到紧密接近度指示区空反馈标记信号时，感测电路220输出潜在接近度指示区标记信号。紧密接近度指示区空反馈标记信号验证首先检测到紧密接近的障碍物。响应于在声换能器214的混响时间的结束的两倍的第四时间处检测到障碍物而输出潜在接近度指示区标记信号。此外，在第四时间处的第三脉冲的幅度应当大于用于第二去抖动时间(如由接近度指示区去抖动时间234所确定的)的接近度指示区阈值232，从而允许输出潜在接近度指示区标记信号。
图3以框图形式示出了可以用作图2的感测电路220的感测电路300。感测电路300通常包括接近度信号滤波器电路340、温度跟踪测量(TTM)电路352、振铃时间查找表(RTLUT)354、噪声抑制器电路360以及接近度指示区检测器380。
接近度信号滤波器电路340包括模数转换器(ADC)342、带通滤波器和包络检测器(BPF/ENV)344以及第一低通滤波器(LPF)350。模数转换器342具有连接到接收器放大器(例如，图2的接收器放大器216)的输出以接收输入信号的输入，以及输出。BPF/ENV 344具有连接到模数转换器342的输出的输入，以及用于提供接收的输入信号的包络的输出。低通滤波器350具有连接到BPF/ENV 344的输出的输入，以及用于提供浮动平均信号的输出。BPF/ENV344是用于接收的输入信号的窄带通处理的高Q数字信号处理滤波器结合生成作为接收的输入信号的包络的输出的包络检测器。
温度跟踪测量电路352与振铃时间查找表354协同工作。温度跟踪测量电路352具有连接到(图2的)接收器放大器216的输出的输入，以及用于经由振铃时间查找表354提供振铃时间信号的输出。温度跟踪测量电路352能够跟踪当前温度，并且响应于当前温度对(图2的)声换能器214的混响时间的估计影响而改变由振铃时间查找表354提供的振铃时间信号。
噪声抑制器电路360包括噪声背景检测器362、低通滤波器364以及噪声移除器366。噪声抑制器电路360具有分别连接到接近度信号滤波器电路340的第一输出和第二输出的第一输入和第二输入，以及用于提供输入信号的经滤波的、噪声抑制的包络或经滤波的包络信号的输出。噪声背景检测器362具有连接到BPF/ENV 344的输出的输入，以及输出。第二低通滤波器(低通滤波器364)具有连接到噪声背景检测器362的输出的输入，以及用于提供平均噪声水平信号的输出。噪声移除器366具有连接到低通滤波器364的输出的第一输入、连接到BPF/ENV 344的输出的第二输入、连接到低通滤波器350的输出的第三输入，以及用于提供经滤波的包络信号的输出。
接近度指示区检测器380包括连接到噪声抑制器电路360的噪声移除器366的输出的输入，以及用于提供紧密接近度指示标记信号、接近度指示区标记信号和潜在接近度指示区标记信号的输出。此外，接近度指示区检测器380具有用于接收来自振铃时间查找表354的振铃时间信号的输入、紧密接近度指示区空反馈标记信号、接近度指示区阈值232、接近度指示区去抖动时间234和接近度算法236以检测存在障碍物的输入。
在操作中，感测电路300接收输入信号，其中输入信号包括从(图2的)接收器放大器216接收的、由(图2的)声换能器214提供的混响引起的脉冲，以及从物理物体反射产生的回声。感测电路300能够对从声换能器214接收的信号进行滤波，并且允许与障碍物相对于声换能器的距离相对应的输出。温度跟踪测量电路352接收输入信号，并且利用输入信号连同当前温度测量以响应于当前温度对(图2的)声换能器214的混响时间周期的估计影响来改变振铃时间信号。基于振铃时间信号的输入响应来限定接近度指示区窗口的开始和结束。模数转换器342使接收的输入信号数字化。BPF/ENV 344接收经数字化的输入信号并且向低通滤波器350、噪声背景检测器362以及噪声移除器366提供输入信号的包络。低通滤波器350向噪声移除器366提供输入信号的包络的浮动平均信号。
噪声背景检测器362检测接收的输入信号的包络内的背景噪声。然后经由低通滤波器364处理接收的输入信号的包络。低通滤波器364向噪声移除器366提供平均的噪声水平信号。噪声移除器366处理浮动平均信号、输入信号的包络以及平均噪声水平信号，以将输入信号的噪声抑制的包络或经滤波的包络信号提供给接近度指示区检测器380。
接近度指示区检测器380接收振铃时间信号来限定接近度窗口的开始和结束。将接近度指示区阈值232提供给接近度指示区检测器380作为用于限定相对于接近度指示区去抖动时间234的检测参数的预定值。接近度算法236提供使用第一算法和第二算法中的一者或两者来检测障碍物的能力。当输入信号的幅度在跟随限定的去抖动周期的接近度指示区阈值232以上时，第一算法确定存在障碍物。当输入信号在用于限定周期的接近度指示区阈值232以上并且紧密接近度指示区空反馈标记信号还没有报告紧密接近的障碍物(当紧密接近度指示区空反馈标记信号等于1时，报告紧密接近的障碍物)时，第二算法确定存在障碍物。接近指示区检测器380允许输出以下中的一个或多个：响应于根据经滤波的包络信号检测到接近指示区窗口中的障碍物而要输出的紧密接近指示标记信号、接近指示区标记信号和潜在接近指示区标记信号。
例如，假定在距离声换能器214给定距离处，在紧密接近度指示区窗口内存在障碍物。感测电路220不能直接检测障碍物，这是因为第一回声干扰声换能器214的混响。然而，响应于发出的声信号，障碍物将在障碍物距离声换能器214的距离的整数倍处产生声信号的衰减系列的回声。当接收的信号具有小于第一阈值(用于紧密接近度指示区窗口外的障碍物的直接检测)但是大于长于去抖动时间的第二阈值的幅度时，感测电路220检测在紧密接近度指示区窗口外的可能第二回声。声换能器214与该第二回声之间的距离确定何时将预期有潜在第三回声，即在第二回声(等于第一回声的三倍距离)与声换能器214之间的距离的一又二分之一处。如果接收的信号具有小于第二阈值但是大于在该距离处用于多于去抖动时间的第三阈值的幅度，则感测电路220在等于第一回声的距离的二分之一的距离处检测到存在障碍物。
图4示出了时序图430，描绘了由图2的声距测量电路200接收的声信号。在时序图430内，在时间轴412上表示时间，并且在垂直轴414上表示信号幅度。距离416、418和420对应于时间轴412上的相应时间。紧密接近度指示区窗口422、接近度指示区窗口424和潜在接近度指示区窗口426表示潜在物体距离测量。时序图430还包括混响404、反射406、反射408和反射410。诸如声换能器214的传感器由传感器402表示。
在时序图430中，表示出三个潜在物体距离：反射406、反射408和反射410。通过接近度指示区检测器380(图3)向信号施加第一接近度区算法或第二接近度区算法中的一个，以检测在潜在物体距离内存在物体。当输入信号的幅度在跟随限定的去抖动周期的预定接近度阈值以上时，第一算法确定存在物体。当输入信号在用于限定的去抖动周期的预定接近度阈值以上并且紧密接近度指示区空反馈标记信号还没有报告紧密接近的物体(当紧密接近度区空反馈标记信号等于1时，向声换能器报告紧密接近的障碍物)时，第二算法确定存在物体。
由距离零(d0)处混响404的开始限定紧密接近度指示区窗口422的开始。由振铃时间查找表354(图3)提供的输入振铃时间信号的响应限定紧密接近度指示区窗口422的结束。反射406由紧密接近度指示区窗口422内的混响404部分地掩蔽。在该实施例中，紧密接近度空反馈标记信号等于1，表明障碍物紧密接近传感器402。当紧密接近度区标记等于1时，施加第一接近度算法来检测在紧密接近度指示区窗口422内存在障碍物。接收到反射408指示在第二时间在距离418处检测到物体。当在紧密接近度指示区窗口422中没有检测到反射时，紧密接近度空反馈标记信号等于零，并且施加第二接近度算法来确定在紧密接近度指示区窗口422外，例如在接近度指示区窗口424内存在障碍物。在第三时间在距离420处检测反射410。当在紧密接近度指示区窗口422中没有检测到反射时，紧密接近度空反馈标记信号等于零，并且施加接近度算法二来确定在紧密接近度指示区窗口422外，例如在潜在接近度指示区窗口426内的另外区处存在障碍物。
在一个实施例中，限定紧密接近度区窗口的开始和结束。反射406被传感器402接收并且相应的信号被发射到控制器(诸如(图1)的BCM 104)。BCM 104从传感器402接收在紧密接近度指示区窗口422内的对应于相对于传感器存在障碍物的信号。在该实施例中，信号指示存在障碍物。响应于在紧密接近度指示区窗口422内检测到物体(诸如，障碍物120(图1))，BCM 104能够输出指示在紧密接近度指示区窗口422中存在障碍物的信号。BCM 104可以允许将听觉信号输出给(图1的)扬声器164。
在一个示例中，随着图1的汽车装置移动更靠近物体，或反之亦然，反射408和反射410的到达时间减小。BCM 104响应于在接近度指示区窗口424和潜在接近度指示区窗口426内检测到一个或多个物体而从传感器402接收信号。在该实施例中，由控制器输出接近度指示标记信号和潜在接近度指示标记信号。
图5-8分别示出时序图500、600、700和800，描绘了基于障碍物检测接收的声信号。时序图500、530、550和570显示了模拟的声信号。在x轴528上表示相对于时间的距离，并且在y轴512上表示信号幅度。距离514、516和518对应于x轴528上相应的时间。此外，沿着x轴528表示阈值520、阈值522和阈值524。
阈值520表示在混响时间周期结束后指示在紧密接近度指示区外存在障碍物的足够幅度。阈值522表示在混响时间周期结束后指示在紧密接近度指示区中存在障碍物的第二回声的足够幅度。阈值524表示在混响时间周期结束后指示在紧密接近度指示区中存在障碍物的第三回声的足够幅度。阈值520、522和524是预定和/或可编程的值。
距离514对应于紧密接近度指示区窗口的开始。基于振铃时间信号的输入响应限定接近度指示区窗口526的开始和结束。距离516对应于距离514的两倍距离，并且距离518对应于距离514的三倍距离。
图5包括混响502、反射504、反射506、反射508和反射510。混响502模拟声信号的传输结束处的相移。接近度指示区窗口526开始于距离516处。反射506位于紧密接近度指示区窗口内。反射508位于接近度指示区窗口526内。反射510位于距离518处。
在一个示例中，声信号由传感器生成并且通过空气传播。当信号传输停止时，传感器开始混响。控制器接收混响信号并且为了回声信号监测传感器，回声信号可能来自接近度指示区内和/或附近的障碍物对传播声信号的干扰引起。在感测电路300的信号分析内利用混响信号和检测的回声中的每一个。如模拟的，混响502显示声信号的传输结束处的相移，并且在小于预定去抖动时间处，反射504被混响502部分地掩蔽。在该示例中，由接收器放大器接收的在距离516处的反射506的幅度大于用于预定去抖动时间的阈值522。由接收器放大器接收的反射508的幅度大于用于预定去抖动时间的阈值520。紧密接近度空反馈标记信号等于1，表明障碍物可能定位于紧密接近传感器。当紧密接近度指示区标记信号等于1时，施加第一接近度算法以检测在紧密接近度指示区窗口内存在障碍物。还接收反射808，指示在第二距离(距离516)处检测到障碍物。位于距离518处的反射510是紧密接近度指示区中的障碍物的第三反射。响应于检测到反射506，(图3的)感测电路300输出紧密接近度指示标记信号。感测电路300还可以响应于对应于检测到接近度指示区窗口526的障碍物的反射508而输出接近度指示区标记信号。
图6包括时序图600内的混响502、反射534、反射508、反射636、反射610和反射612。时序图600另外包括距离626，其对应于距离516的两倍距离。反射506模拟声信号的传输结束处的相移。反射508对应于可以利用感测电路内的算法一直接反映的障碍物。反射534模拟干扰混响502的回声。在该示例中，由于在距离声换能器的给定距离处、在紧密接近度指示区窗口内存在障碍物，因为第一回声干扰声换能器的混响信号，所以感测电路不能直接检测障碍物。然而，响应于发出的声信号，距离514处的障碍物在由距离514处存在的障碍物产生的距离516和距离518处产生声信号的衰减系列的回声。因为由于反射534被混响502部分掩蔽导致还没有检测到紧密接近度指示区中的障碍物，因此由感测电路施加第二算法。时序图显示当接收的信号具有小于第一阈值而大于比去抖动时间长的第二阈值的幅度时，感测电路在距离516处检测到可能的第二回声(反射636)；然而，在距离516处，反射636被第二障碍物的反射掩蔽。因此，在第一回声与声换能器的距离的三倍处接收第三回声(反射610)。如由算法确定的，在距离518处检测的回声具有小于阈值522但是大于比去抖动时间多的阈值524的幅度，因此，感测电路确定在等于距离514的一半的距离处存在障碍物。此外，位于距离516的两倍距离处的反射612是位于距离518处的障碍物的第二反射。响应于检测到反射610和反射508，感测电路输出紧密接近度指示标记信号和接近度指示区标记信号。
图7包括混响752、反射734、反射756和反射710。反射734模拟干扰混响的回声。反射756是距离516处检测到的在阈值522以上的第二反射。反射710是来自障碍物的第三反射，并且检测到在距离518处在阈值524以上。
在时序图700的示例中，如模拟的，接收第一混响(混响752)。反射734模拟干扰混响752的回声。在距离516处检测的具有在阈值520以下的幅度的反射756指示反射是已经在紧密接近度指示区内检测的障碍物的第二脉冲。位于518处、在阈值524以上而在阈值522以下的反射710是位于紧密接近度指示区中的障碍物的第三反射并且指示在距离514处检测到障碍物。响应于在紧密接近度指示区窗口内检测到障碍物，接近度指示区检测器输出紧密接近度指示标记信号。
图8包括混响502和反射808。在一个实施例中，混响502模拟声信号的传输结束处的相移。在紧密接近度指示区内没有检测到反射。反射808的幅度在阈值520以上。在该示例中，施加算法一。由于从接收器放大器(216)接收的在接近度指示区窗口526中的反射808(脉冲)的幅度大于用于去抖动时间的预定阈值(阈值520)，因此检测到接近度指示区中的障碍物。
图9示出了用于检测第一接近度指示区和第二接近度指示区中的障碍物的方法900的流程图。在框902处，第一时间处生成用于声换能器的声信号。在框904处，在生成声信号之后，限定紧密接近度指示区窗口的开始。在框906处，限定紧密接近度指示区窗口的结束。在框908处，在紧密接近度指示区窗口期间从声换能器接收信号。响应于从声换能器接收信号，在框910处，如果在第二时间处接收的脉冲大于第二阈值并且小于第一阈值，以及在第三时间处接收的第二脉冲大于第二阈值并且小于第三阈值，则检测到紧密接近度指示区窗口中的障碍物，其中第三时间等于第二时间和第三时间的差的两倍。在框912处，如果第二时间处的第三脉冲大于第一阈值，则检测到接近度指示区中的障碍物。过程结束于结束框。
虽然关于特定优选实施例和示例实施例描述了本发明的主题，但前述附图及其说明仅描绘了主题的典型实施例并且因此不认为限制其范围，并且许多替换例和变形例对本领域人员而言将是显然的。本公开的创新方面可能小于单个前面公开的实施例的所有特征。
在一个实施例中，声距测量电路包括发射器放大器、接收器放大器、温度跟踪电路以及感测电路。发射器放大器具有适合于耦接到声换能器以向声换能器提供声信号的输出。接收器放大器具有适合于耦接到声换能器的输入，和输出。温度跟踪电路具有适合于耦接到模数转换器的输入，和输出，以用于提供振铃时间信号并且用于测量当前温度并响应于当前温度对声换能器的混响时间的估计影响而改变振铃时间信号。感测电路具有耦接到接收器放大器的输出的输入，和输出，以用于提供接近度指示区标记信号、用于响应于振铃时间信号限定接近度指示区窗口的开始和结束，以及用于如果从接收器放大器接收的在接近度指示区窗口中的脉冲的幅度大于用于去抖动时间的预定阈值时，检测到接近度指示区窗口中的障碍物。
根据本实施例的一个方面，感测电路包括滤波器和接近度指示区检测器。滤波器具有耦接到接收器放大器的输出的输入，和用于提供经滤波的包络信号的输出。接近度指示区检测器具有耦接到滤波器的输出的输入，和用于响应于根据经滤波的包络信号检测到接近度指示区窗口中的障碍物而提供接近度指示区标记信号的输出。
根据该方面，滤波器可以包括接近度信号滤波器电路和噪声抑制器电路。接近度信号滤波器电路具有耦接到接收器放大器的输出的输入，用于提供输入信号的包络的第一输出以及用于提供浮动平均信号的第二输出。噪声抑制器电路具有分别耦接到接近度信号滤波器电路的第一输出和第二输出的第一输入和第二输入，以及用于提供经滤波的包络信号的输出。
此外，接近度信号滤波器可以包括模数转换器、带通滤波器和包络检测器以及第一低通滤波器。模数转换器具有耦接到接收器放大器的输出以接收脉冲的输入，和输出。带通滤波器和包络检测器具有耦接到模数转换器的输出以接收输入信号的输入，和用于提供输入信号的包络的输出。第一低通滤波器具有耦接到模数转换器的输出的输入，和用于提供浮动平均信号的输出。
此外，噪声抑制器电路可以包括噪声背景检测器、第二低通滤波器以及噪声移除器。噪声背景检测器具有耦接到带通滤波器和包络检测器的输出的输入，和输出。第二低通滤波器具有耦接到噪声背景检测器的输出的输入，和用于提供平均噪声水平信号的输出。噪声移除器具有耦接到第二低通滤波器的输出的第一输入、耦接到带通滤波器和包络检测器的输出的第二输入、耦接到第一低通滤波器的输出的第三输入，以及用于提供经滤波的包络信号的输出。
在另一个实施例中，声距测量电路包括发射器放大器、接收器放大器和感测电路。发射器放大器具有适合于耦接到声换能器以向声换能器提供声信号的输出。接收器放大器具有适合于耦接到声换能器的输入，和输出。感测电路具有耦接到接收器放大器的输出的输入，和用于提供紧密接近度指示标记信号的输出。感测电路用于限定紧密接近度指示区窗口的开始和结束，如果从声换能器接收的第二时间处接近指示区窗口中的第一脉冲的幅度小于第一阈值但是大于用于去抖动时间的第二阈值，并且从声换能器接收的第三时间处接近指示区窗口中的第二脉冲的幅度小于第二阈值但大于用于去抖动时间的第三阈值，则检测到第一时间处紧密接近指示区窗口中的障碍物，并且响应于检测到紧密接近指示区窗口中的障碍物而提供紧密接近指示标记信号，其中第三时间等于第二时间与第一时间之间的差的一又二分之一。
根据该实施例的一个方面，感测电路包括滤波器和接近度指示区检测器。滤波器具有耦接到接收器放大器的输出的输入，和用于提供经滤波的包络信号的输出。接近度指示区检测器具有耦接到滤波器的输出的输入，和用于响应于根据经滤波的包络信号检测到紧密接近度指示区窗口中的障碍物而提供紧密接近度指示标记信号的输出。
根据该方面，滤波器可以包括接近度信号滤波器电路和噪声抑制器电路。接近度信号滤波器电路具有耦接到接收器放大器的输出的输入、用于提供输入信号的包络的第一输出和用于提供浮动平均信号的第二输出。噪声抑制器电路具有分别耦接到接近度信号滤波器电路的第一输出和第二输出的第一输入和第二输入，以及用于提供经滤波的包络信号的输出。
此外，接近度信号滤波器电路可以包括模数装换器、带通滤波器和包络检测器，以及第一低通滤波器。模数转换器具有耦接到接收器放大器的输出以接收脉冲的输入，和输出。带通滤波器和包络检测器具有耦接到模数转换器的输出以接收输入信号的输入，和用于提供输入信号的包络的输出。第一低通滤波器具有耦接到带通滤波器和包络检测器的输出的输入，和用于提供浮动平均信号的输出。
此外，噪声抑制器电路可以包括噪声背景检测器、第二低通滤波器和噪声移除器。噪声背景检测器具有耦接到带通滤波器和包络检测器的输出的输入，以及输出。第二低通滤波器具有耦接到噪声背景检测器的输出的输入，以及用于提供平均噪声水平信号的输出。噪声移除器具有耦接到第二低通滤波器的输出的第一输入、耦接到带通滤波器和包络检测器的输出的第二输入、耦接到第一低通滤波器的输出的第三输入，以及用于提供经滤波的包络信号的输出。
根据本实施例的另一方面，接近度指示区检测器还具有用于响应于在等于声换能器的混响时间的结束两倍的第四时间处检测到障碍物而提供潜在接近度指示区标记信号的第二输出，如果在第四时间处第三脉冲的幅度大于用于去抖动时间的第一阈值，则检测到障碍物。根据该方面，声距测量电路还可以包括温度跟踪电路。温度跟踪电路具有耦接到模数转换器的输出的输入和用于提供振铃时间信号的输出，其中，接近度指示区检测器还具有耦接到温度跟踪电路的输出以接收振铃时间信号的第二输入。
在又另一实施例中，方法包括在第一时间处生成用于声换能器的声信号，其中声换能器易受限定紧密接近度指示区的混响的影响。在生成声信号后限定紧密接近度指示区窗口的开始。限定紧密接近度指示区窗口的结束。在紧密接近度指示区窗口期间从声换能器接收信号。如果从声换能器接收的第二时间处在紧密接近度指示区窗口外的第一脉冲的幅度小于第一阈值而大于用于去抖动时间的第二阈值，并且从声换能器接收的在第三时间处在紧密接近度指示区窗口中的第二脉冲的幅度小于第二阈值而大于用于去抖动时间的第三阈值，则检测到紧密接近度指示区窗口中的障碍物，其中第三时间等于第一时间加上第二时间与第一时间之间的差的两倍。
根据本实施例的一个方面，如果从声换能器接收的接近度指示区窗口中的第三脉冲的幅度大于用于第二去抖动时间的第一阈值，则检测到紧密接近度指示区窗口后的接近度指示区窗口中的障碍物。
根据另一方面，估计紧密接近度指示区窗口中障碍物的距离与第二时间的一半成比例。
根据又另一方面，响应于温度估计定剂混响时间的结束，并且响应于该估计限定紧密接近度指示区窗口的开始，并且响应于该估计限定紧密接近度指示区窗口的结束。
根据该方面，可以检测混响时间，可以在混响时间周期的两倍处接收第三脉冲，可以将第三脉冲的幅度与第一阈值进行比较，并且如果第三脉冲的幅度大于第一阈值，可以生成潜在接近度指示区标记信号。
此外，检测混响时间周期可以包括测量当前温度，并且响应于当前温度对声换能器的混响时间的估计影响而改变混响时间周期。
此外，可以接收对应于第一阈值、第二阈值、第三阈值和去抖动时间的可编程值。另外，来自声换能器的信号可以被滤波以提供经滤波的信号，以及响应于经滤波的信号提供在紧密接近度指示区中的障碍物。
此外，本文描述的一些实施例包括其它实施例中包括的一些特征而不包括其它特征，并且因此不同实施例的特征的组合意味着在本公开的范围内，并且如本领域技术人员理解的，将形成不同实施例。

Claims (10)

1.一种声距测量电路，包括：
发射器放大器，所述发射器放大器具有适合于耦接到声换能器的输出，所述输出用于向所述声换能器提供声信号；
接收器放大器，所述接收器放大器具有适合于耦接到所述声换能器的输入，和输出；
温度跟踪电路，所述温度跟踪电路具有适合于耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和输出，以用于提供振铃时间信号、用于测量当前温度、响应于所述当前温度对所述声换能器的混响时间的估计影响而改变所述振铃时间信号；以及
感测电路，所述感测电路具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和输出，以用于提供接近度指示区标记信号、用于响应于所述振铃时间信号来限定接近度指示区窗口的开始和结束、以及用于如果从所述接收器放大器接收的所述接近度指示区窗口中的脉冲的幅度大于用于去抖动时间的预定阈值而检测到所述接近度指示区窗口中的障碍物。
2.根据权利要求1所述的声距测量电路，其中所述感测电路包括：
滤波器，所述滤波器具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和用于提供经滤波的包络信号的输出；以及
接近度指示区检测器，所述接近度指示区检测器具有耦接到所述滤波器的输出的输入，和用于响应于根据所述经滤波的包络信号检测到所述接近度指示区窗口中的障碍物而提供所述接近度指示区标记信号的输出。
3.根据权利要求2所述的声距测量电路，其中所述滤波器包括：
接近度信号滤波器电路，所述接近度信号滤波器电路具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入、用于提供输入信号的包络的第一输出和用于提供浮动平均信号的第二输出；以及
噪声抑制器电路，所述噪声抑制器电路具有分别耦接到所述接近度信号滤波器电路的第一输出和第二输出的第一输入和第二输入，以及用于提供所述经滤波的包络信号的输出。
4.一种声距测量电路，包括：
发射器放大器，所述发射器放大器具有适合于耦接到声换能器以向声换能器提供声信号的输出；
接收器放大器，所述接收器放大器具有适合于耦接到所述声换能器的输入，和输出；以及
感测电路，所述感测电路具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和输出，以用于提供紧密接近度指示标记信号，用于限定紧密接近度指示区窗口的开始和结束，如果从所述声换能器接收的在第二时间处在接近度指示区窗口中的第一脉冲的幅度小于第一阈值而大于用于去抖动时间的第二阈值，并且从所述声换能器接收的在第三时间处在所述接近度指示区窗口中的第二脉冲的幅度小于所述第二阈值而大于用于所述去抖动时间的第三阈值，则检测到第一时间处在所述紧密接近度指示区窗口中的障碍物，以及响应于检测到所述紧密接近度指示区窗口中的障碍物而提供所述紧密接近度指示标记信号，其中所述第三时间等于所述第二时间和所述第一时间之间的差的一又二分之一。
5.根据权利要求4所述的声距测量电路，其中所述感测电路包括：
滤波器，所述滤波器具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和用于提供经滤波的包络信号的输出；以及
接近度指示区检测器，所述接近度指示区检测器具有耦接到所述滤波器的输出的输入，和用于响应于根据所述经滤波的包络信号检测到所述紧密接近度指示区窗口中的障碍物而提供所述紧密接近度指示标记信号的输出。
6.根据权利要求5所述的声距测量电路，其中所述滤波器包括：
接近度信号滤波器电路，所述接近度信号滤波器电路具有耦接到所述接收器放大器的输出的输入，和用于提供输入信号的包络的第一输出，以及用于提供浮动平均信号的第二输出；以及
噪声抑制器电路，所述噪声抑制器电路具有分别耦接到所述接近度信号滤波器电路的第一输出和第二输出的第一输入和第二输入，和用于提供所述经滤波的包络信号的输出。
7.根据权利要求5所述的声距测量电路，其中所述接近度指示区检测器进一步具有第二输出，所述第二输出用于响应于如果在等于所述声换能器的混响时间的结束两倍的第四时间处的第三脉冲的幅度大于用于所述去抖动时间的所述第一阈值而在所述第四时间处检测到障碍物来提供潜在接近度指示区标记信号。
8.一种方法，包括：
在第一时间处生成用于声换能器的声信号，其中所述声换能器易受限定紧密接近度指示区的混响的影响；
在生成所述声信号后限定紧密接近度指示区窗口的开始；
限定所述紧密接近度指示区窗口的结束；
在所述紧密接近度指示区窗口期间从所述声换能器接收信号；以及
如果从所述声换能器接收的在第二时间处在所述紧密接近度指示区窗口外的第一脉冲的幅度小于第一阈值而大于用于去抖动时间的第二阈值，并且从所述声换能器接收的在第三时间处在所述紧密接近度指示区窗口中的第二脉冲的幅度小于所述第二阈值而大于用于所述去抖动时间的第三阈值，则检测到所述紧密接近度指示区窗口中的障碍物，其中所述第三时间等于所述第一时间加上所述第二时间与所述第一时间之间的差的两倍。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
如果从所述声换能器接收的所述接近度指示区窗口中的第三脉冲的幅度大于用于第二去抖动时间的第一阈值，则检测到所述紧密接近度指示区窗口后在接近度指示区窗口中的障碍物。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述限定所述紧密接近度指示区窗口的开始包括：
响应于温度估计混响时间的结束；
响应于所述估计限定所述紧密接近度指示区窗口的开始；以及
响应于所述估计限定所述紧密接近度指示区窗口的结束。
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