CN108333590A - 超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质，其方法包括：使用第一指定频率的超声波进行距离测量；判定测量距离是否大于指定值；若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。本发明的超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质的有益效果为：通过使用根据不同的距离使用不同频率的超声波进行测距的方法，降低了短距离测距中的盲区误差，提升了短距离测距的精度，减少了能源浪费，更环保。
Description
技术领域
本发明涉及到距离检测方法，特别是涉及到一种超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
超声波测距是在超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到反射超声波的用时进而换算出检测距离的方法。当超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回，超声波接收器收到反射超声波就立即停止计时。
超声波发射探头的工作原理：探头内部的压电晶片在变化电压的激励下产生高频振动从而产生超声波。在实际的应用中，由于激励信号发送完毕后压电晶片存在机械振动惯性，所以超声波不会立刻停止产生，如果在此时就开启接收探头的检测就会接收到发射探头的余振信号导致测量数据不准确，所以在实际应用中会采取发射完超声波后延时一段时间再去检测接收探头的信号。在延时的这段时间内的测量是无效的，这就产生了超声波测距盲区(约30cm)的问题。由于盲区的存在，在短距离测试中会大大的影响设备对距离的判断，在无人机、无人汽车、智能机器人等领域中，避免碰撞是尤为关键的一个问题，而由于测试盲区的存在大大限制了该领域的发展。
在现有解决方案中，一般为提高超声波的频率或将算法进行优化从而通过计算降低盲区的影响，但一直使用提高了频率的超声波会导致设备耗能的增加，由于在无人技术领域中设备体积的限制，使得机身能够携带的电池体积有限，因此在正常工作中设备的续航无法保证；而通过算法进行优化时，由于不同公司生产的发射探头的所发射的超声波的频率无法精确统一，容易导致计算误差的出现，从而引入跟多的误差。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质，以降低超声波测距技术的盲区误差。
本发明提出一种超声波变频测距的方法，包括步骤：
使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
判定测量距离是否大于指定值；
若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；
若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。
进一步地，在上述的超声波变频测距的方法中，在使用第一指定频率的超声波进行距离测量的步骤之前，还包括步骤：
测量环境温度获得第一温度值；
根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
进一步地，在上述的超声波变频测距的方法中，在判定测量距离是否大于指定值的步骤之后，还包括步骤：
测量当前环境温度获得当前环境温度值；
将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值；
判定上述温差值是否超出指定值域；
若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数。
进一步地，在上述的超声波变频测距的方法中，上述指定值的范围是50～200cm。
进一步地，在上述的超声波变频测距的方法中，上述第一指定频率大于70kHz，上述第二指定频率的范围是30kHz～70kHz。
本发明还提出一种超声波变频测距的装置，包括：
第一测量模块，用于使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
第一判定模块，用于判定测量距离是否大于指定值；
第二测量模块，用于采用第二指定频率的超声波进行距离测量；
第三测量模块，用于采用第一指定频率的超声波进行距离测量；
其中，当上述测量距离大于指定值时，运行上述第二测量模块；当上述测量距离小于或等于指定值时，运行上述第三测量模块。
进一步地，在上述的超声波变频测距的装置中，还包括：
第一温度测量模块，用于测量环境温度获得第一温度值；
第一换算模块，用于根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
进一步地，在上述的超声波变频测距的装置中，还包括：
第二温度测量模块，用于测量当前环境温度获得当前环境温度值；
比较模块，用于将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值；
第二判定模块，用于判定上述温差值是否超出指定值域；
第二换算模块，用于若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数。
本发明还提出一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述程序时实现如发明实施例中任意一项所述的方法。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如发明实施例中任意一项所述的方法。
本发明的超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质的有益效果为：通过使用根据不同的距离使用不同频率的超声波进行测距的方法，降低了短距离测距中的盲区误差，提升了短距离测距的精度，通过使用根据不同的距离使用不同频率的超声波，使在盲区误差影响较小时的测试距离能够使用耗能较低的相对频率较低的超声波进行测量，降低了测定设备的功耗，提高了设备的续航，减少了能源浪费，更环保。
附图说明
图1为本发明一实施例的超声波变频测距的方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例的超声波变频测距的方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例的超声波变频测距的方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例的超声波变频测距的装置的模块结构示意图；
图5为本发明一实施例的超声波变频测距的装置的模块结构示意图；
图6为本发明一实施例的超声波变频测距的装置的模块结构示意图；
图7为本发明一实施例的一种计算机设备的结构示意图。
1、第一测量模块；2、第一判定模块；3、第二测量模块；4、第三测量模块；5、第一温度测量模块；6、第一换算模块；7、第二温度测量模块；8、比较模块；9、第二判定模块；10、第二换算模块；12、计算机设备；14、外部设备；16、处理单元；18、总线；20、网络适配器；22、(I/O)接口；24、显示器；28、系统存储器；30、随机存取存储器(RAM)；32、高速缓存存储器；34、存储系统；40、程序/实用工具；42、程序模块。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
参照图1，在本发明实施例中，本发明提供一种超声波变频测距的方法，包括步骤：
S1、使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
S2、判定测量距离是否大于指定值；
S3、若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；
S4、若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。
发射装置内部的压电晶片在变化电压的激励下产生高频振动从而产生超声波，由于超声波的频率对压电晶片的余震(机械振动惯性)存在影响，发射频率越低的超声波压电芯片的余震持续时间越长，一般当频率达到或超过80kHz后，余震时间可以忽略，而在余震期间压电晶片会持续发送超声波使检测装置无法测量到反射回传的超声波，因此在压电晶片余震没有技术前无法开启检测装置进行测量，从而导致整个测量过程用时加长，进而导致测量得出的距离中存在盲区距离，是测距结果变长，盲区距离一般约为30cm，若使用高频率(频率大于70kHz)超声波进行测量，虽然能减少盲区的距离，但是会增加设备的功耗，且超声波的频率越大在传导过程中的损耗越大，导致其测量的有效范围变窄，因此需要根据不同的距离采用不同频率的超声波进行距离测量，
如上述步骤S1，使用第一指定频率的超声波进行距离测量，使用第一指定频率对需要检测的距离进行预测量，由于在预测量时测量距离未知，为防止测量距离过近导致盲区距离值影响占比过高，上述第一指定频率一般大于70kHz，在本实施例中，优选采用80kHz的超声波进行距离测量；
其中，上述步骤S1，可替换为步骤a1，该步骤a1为：使用者自行输入测量距离值，使用者可自行输入所需测量距离的大约数值(数值精确至十分位，以m为单位)以代替上述步骤S1；
如上述步骤S2，判定测量距离是否大于指定值，在步骤a1、S1、S3或S4结束后对该对测量距离的进行判断，判断此时所测量的距离是否大于指定值，上述指定值的范围一般是50～200cm，在本实施例中，优选采用100cm；
如上述步骤S3，若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值，当上述步骤S2判定步骤a1所输入的大约数值或上述步骤S1、S3或S4所得到的测量值大于指定值时，执行该步骤S3，该步骤中的上述第二指定频率的范围一般是30kHz～70kHz，在本实施例中，优选为40kHz；
如上述步骤S4，若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值，当上述步骤S2判定步骤a1所输入的大约数值或步骤S1、S3或S4所得到的测量值小于或等于指定值时，执行该步骤S4，该步骤中的上述第一指定频率一般大于70kHz，在本实施例中，优选采用80kHz的超声波进行距离测量；
上述步骤S1～S4呈周期性循环，一般每个周期的步骤顺序为S1→S2→S3或S1→S2→S4，每个周期之间的时间间隔受测试距离以及测试元件蓄能速度影响一般为100mS～1000mS。
设备一般对多个方向分别执行上述步骤S1～S4，其执行方向一般包括但不限于前、后、左、右、上和下等多个方向，检测过程中，设备分别独立向各方向执行上述步骤S1～S4以检测得出个方向与目标物的距离，并进行换算从而得出目标物与设备的实际直线距离以及实际方向坐标。
在一具体实施例中，设备的前、左、右、上、下、左前、左上、左下、右前、右上、右下、前上和前下十三个方向分别进行上述步骤S1～S4的距离检测，在检测过程中，设备分别对各个方向独立执行步骤S1～S4，以得出各个方向与目标物的距离数值，并根据各方向得出的测量值换算出目标物与设备之间的实际直线距离已经实际方向坐标。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的方法中，在使用第一指定频率的超声波进行距离测量的步骤之前，还包括步骤：
S5、测量环境温度获得第一温度值；
S6、根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
由于测量环境中的温度对声速具有影响，在同种介质下，环境温度越高声速越快，如：0℃的声速与15℃声速相差约8.6m/s，因此在测量距离时由于环境的当前温度差异使得测得的距离数值存在着误差，该误差在需要距离测 试精度高的工序下容易造成严重的影响，因此，在执行步骤S1～S4前需要进行步骤S5～S6校准测试声速值，以提高测试精度；
如上述步骤S5，测量环境温度获得第一温度值，其中，在执行一次完整的上述步骤S5中，一般进行3～10次温度测量，每次温度测量的时间间隔为1秒，在本实施例中，优选测量5次，在测量完毕后，对首次测量值和判断首尾测量温度值之间的温差的绝对值是否大于第一指定阈值，该第一指定阈值一般为3～15℃，在本实施例中，优选为7℃，当该绝对值大于第一指定阈值时，将最后一次的温度测量值作为上述第一温度值；当该绝对值小于或等于第一指定阈值时，计算出本次步骤S5的温度测量平均值作为上述第一温度值。
如上述步骤S6，根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上述第一环境声速作为距离测量的计算参数，在计算得出上述第一环境声速后，并将上述第一环境声速作为上述步骤S1的计算参数，
其中，上述第一环境声速根据以下公式计算得出：
VT为在T℃时的第一环境声速，T为第一温度值的热力学值。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的方法中，在判定测量距离是否大于指定值的步骤之后，还包括步骤：
S7、测量当前环境温度获得当前环境温度值；
S8、将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值；
S9、判定上述温差值是否超出指定值域；
S10、若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数，
其中，在本实施例中，还包括步骤S11、若否，沿用上述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
如上述步骤S7，测量当前环境温度获得当前环境温度值，其中，在执行一次完整的上述步骤S7中，一般进行3～10次温度测量，每次温度测量的时间间隔为0.5秒，在本实施例中，优选测量3次，在测量完毕后，对首次测量值和判断首尾测量温度值之间的温差的绝对值是否大于第二指定阈值，该第二指定阈值一般为3～15℃，在本实施例中，优选为5℃，当该绝对值大于第二指定阈值时，将最后一次的温度测量值作为上述当前环境温度值；当该绝对值小 于或等于第二指定阈值时，计算出本次步骤S5的温度测量平均值作为上述当前环境温度值。
如上述步骤S8，将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值，比较上述当前环境温度值与上述第一温度值的大小，并计算出上述当前环境温度值与上述第一温度值的温差值，上述温差值根据使用者的选择可设定为绝对值或非绝对值，在本实施例中优选为绝对值。
如上述步骤S9，判定上述温差值是否超出指定值域，上述指定值域根据使用者在上述步骤S8设定的温差值的类型进行对应改变，当使用者将上述温差值设定为绝对值时，上述指定值域的取值范围区间为零至正无穷，在本实施例中，上述指定值域一般为0～15℃，优选为0～10℃；当使用者将上述温差值设定为非绝对值时，上述指定值域的取值范围区间为负无穷至正无穷，在本实施例中，上述指定值域一般为-15～15℃，优选为-10～10℃。
如上述步骤S10，若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数，当上述步骤S9判定得出上述温差值超出上述指定阈值时，根据上述当前环境温度值计算得出上述当前环境声速后，并将上述当前环境声速作为上述步骤S3或S4的计算参数，
其中，上述当前环境声速根据以下公式计算得出：
VN为在T℃时的当前环境声速，TN为当前环境温度值的热力学值。
如上述步骤S11，若否，沿用上述第一环境声速作为距离测量的计算参数,当上述步骤S9判定得出上述温差值处于上述指定阈值时，沿用上述第一环境声速作为上述步骤S3或S4的计算参数。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的方法中，上述指定值的范围一般是50～200cm，优选为100cm。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的方法中，上述第一指定频率大于70kHz，优选为80kHz，上述第二指定频率的范围一般是30kHz～70kHz，优选为40kHz。
本发明提出一种超声波变频测距的装置，包括：
第一测量模块1，用于使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
第一判定模块2，用于判定测量距离是否大于指定值；
第二测量模块3，用于采用第二指定频率的超声波进行距离测量；
第三测量模块4，用于采用第一指定频率的超声波进行距离测量；
其中，当上述测量距离大于指定值时，运行上述第二测量模块；当上述测量距离小于或等于指定值时，运行上述第三测量模块。
发射装置内部的压电晶片在变化电压的激励下产生高频振动从而产生超声波，由于超声波的频率对压电晶片的余震(机械振动惯性)存在影响，发射频率越低的超声波压电芯片的余震持续时间越长，一般当频率达到或超过80kHz后，余震时间可以忽略，而在余震期间压电晶片会持续发送超声波使检测装置无法测量到反射回传的超声波，因此在压电晶片余震没有技术前无法开启检测装置进行测量，从而导致整个测量过程用时加长，进而导致测量得出的距离中存在盲区距离，是测距结果变长，盲区距离一般约为30cm，若使用高频率(频率大于70kHz)超声波进行测量，虽然能减少盲区的距离，但是会增加设备的功耗，且超声波的频率越大在传导过程中的损耗越大，导致其测量的有效范围变窄，因此需要根据不同的距离采用不同频率的超声波进行距离测量，
上述第一测量模块1，一般用于使用第一指定频率的超声波进行距离测量，使用第一指定频率对需要检测的距离进行预测量，由于在预测量时测量距离未知，为防止测量距离过近导致盲区距离值影响占比过高，上述第一指定频率一般大于70kHz，在本实施例中，优选采用80kHz的超声波进行距离测量；
其中，上述第一测量模块1，可替换为输入模块101，该输入模块101一般用于让使用者自行输入测量距离值，使用者可自行输入所需测量距离的大约数值(数值精确至十分位，以m为单位)以代替上述第一测量模块1；
上述第一判定模块2，一般用于判定测量距离是否大于指定值，在输入模块101、第一测量模块1、第二测量模块3或第三测量模块4结束后对该对测量距离的进行判断，判断此时所测量的距离是否大于指定值，上述指定值一般的范围一般是50～200cm，在本实施例中，优选采用100cm；
上述第二测量模块3，一般用于若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值，当上述第一判定模块2判定 输入模块101所输入的大约数值或上述第一测量模块1、第二测量模块3或第三测量模块4所得到的测量值大于指定值时，驱动上述第二测量模块3，上述第二指定频率的范围一般是30kHz～70kHz，在本实施例中，优选为40kHz；
上述第三测量模块4，一般用于若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值，当上述第一判定模块2判定输入模块101所输入的大约数值或上述第一测量模块1、第二测量模块3或第三测量模块4所得到的测量值小于或等于指定值时，驱动上述第三测量模块4，上述第一指定频率一般大于70kHz，在本实施例中，优选采用80kHz的超声波进行距离测量；
上述第一测量模块1、第一判定模块2、第二测量模块3、第三测量模块4呈周期性工作，一般每个周期的驱动的元件为第一测量模块1、第一判定模块2和第二测量模块3或者为第一测量模块1、第一判定模块2和第三测量模块4，每个周期之间的时间间隔受测试距离以及测试元件蓄能速度影响一般为100mS～1000mS。
设备一般对多个方向别分设置上述第一测量模块1、第一判定模块2、第二测量模块3和第三测量模块4，其设置方向一般包括但不限于前、后、左、右、上和下等多个方向，检测过程中，设备分别独立驱动设置在各方向上的上述第一测量模块1、第一判定模块2、第二测量模块3和第三测量模块4以检测得出个方向与目标物的距离，并进行换算从而得出目标物与设备的实际直线距离以及实际方向坐标。
在一具体实施例中，设备的前、左、右、上、下、左前、左上、左下、右前、右上、右下、前上和前下十三个方向分别设置上述第一测量模块1、第一判定模块2、第二测量模块3和第三测量模块4进行距离检测，在检测过程中，设备分别独立驱动设置在各方向上的上述第一测量模块1、第一判定模块2、第二测量模块3和第三测量模块4，以得出各个方向与目标物的距离数值，并根据各方向得出的测量值换算出目标物与设备之间的实际直线距离已经实际方向坐标。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的装置中，还包括：
第一温度测量模块5，用于测量环境温度获得第一温度值；
第一换算模块6，用于根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上 述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
由于测量环境中的温度对声速具有影响，在同种介质下，环境温度越高声速越快，如：0℃的声速与15℃声速相差约8.6m/s，因此在测量距离时由于环境的当前温度差异使得测得的距离数值存在着误差，该误差在需要距离测试精度高的工序下容易造成严重的影响，因此，在执行步骤S1～S4前需要进行步骤S5～S6校准测试声速值，以提高测试精度；
上述第一温度测量模块5，一般用于测量环境温度获得第一温度值，其中，在上述第一温度测量模块5执行一次完整的测量过程中，一般进行3～10次温度测量，每次温度测量的时间间隔为1秒，在本实施例中，优选测量5次，在测量完毕后，对首次测量值和判断首尾测量温度值之间的温差的绝对值是否大于第一指定阈值，该第一指定阈值一般为3～15℃，在本实施例中，优选为7℃，当该绝对值大于第一指定阈值时，将最后一次的温度测量值作为上述第一温度值；当该绝对值小于或等于第一指定阈值时，计算出本次测量过程的温度测量平均值作为上述第一温度值。
上述第一换算模块6，一般用于根据上述第一温度值换算出第一环境声速，并将上述第一环境声速作为距离测量的计算参数，在计算得出上述第一环境声速后，并将上述第一环境声速发送至上述第一测量模块1以作为距离测量的计算参数，
其中，上述第一环境声速根据以下公式计算得出：
VT为在T℃时的第一环境声速，T为第一温度值的热力学值。
在本实施例中，在上述的超声波变频测距的装置中，还包括：
第二温度测量模块7，用于测量当前环境温度获得当前环境温度值；
比较模块8，用于将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值；
第二判定模块9，用于判定上述温差值是否超出指定值域；
第二换算模块10，用于若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数。
其中，在本实施例中，还包括反馈模块11，用于若否，沿用上述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
上述第二温度测量模块7，一般用于测量当前环境温度获得当前环境温度值，其中，在上述第二温度测量模块7执行一次完整的测量过程中，一般进行3～10次温度测量，每次温度测量的时间间隔为0.5秒，在本实施例中，优选测量3次，在测量完毕后，对首次测量值和判断首尾测量温度值之间的温差的绝对值是否大于第二指定阈值，该第二指定阈值一般为3～15℃，在本实施例中，优选为5℃，当该绝对值大于第二指定阈值时，将最后一次的温度测量值作为上述当前环境温度值；当该绝对值小于或等于第二指定阈值时，计算出本次测量过程的温度测量平均值作为上述当前环境温度值。
上述比较模块8，一般用于将上述当前环境温度值与上述第一温度值比较，并计算出温差值，比较上述当前环境温度值与上述第一温度值的大小，并计算出上述当前环境温度值与上述第一温度值的温差值，上述温差值根据使用者的选择可设定为绝对值或非绝对值，在本实施例中优选为绝对值。
上述第二判定模块9，一般用于判定上述温差值是否超出指定值域，上述指定值域根据使用者在上述比较模块8设定的温差值的类型进行对应改变，当使用者将上述温差值设定为绝对值时，上述指定值域的取值范围区间为零至正无穷，在本实施例中，上述指定值域一般为0～15℃，优选为0～10℃；当使用者将上述温差值设定为非绝对值时，上述指定值域的取值范围区间为负无穷至正无穷，在本实施例中，上述指定值域一般为-15～15℃，优选为-10～10℃。
上述第二换算模块10，一般用于若是，根据上述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将上述当前环境声速作为距离测量的计算参数，当上述第二判定模块9判定得出上述温差值超出上述指定阈值时，根据上述当前环境温度值计算得出上述当前环境声速后，并将上述当前环境声速作为上述第二测量模块3或第三测量模块4的计算参数，
其中，上述当前环境声速根据以下公式计算得出：
VN为在T℃时的当前环境声速，TN为当前环境温度值的热力学值。
上述反馈模块11，一般用于若否，沿用上述第一环境声速作为距离测量的计算参数,当上述第二判定模块9判定得出上述温差值处于上述指定阈值时，沿用上述第一环境声速作为上述第二测量模块3或第三测量模块4的计算参数。
在本发明实施例中，本发明还提供一种计算机设备，上述计算机设备12以通用计算设备的形式表现，计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线18结构中的一种或多种，包括存储器总线18或者存储器控制器，外围总线18，图形加速端口，处理器或者使用多种总线18结构中的任意总线18结构的局域总线18。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线18，微通道体系结构(MAC)总线18，增强型ISA总线18、视频电子标准协会(VESA)局域总线18以及外围组件互连(PCI)总线18。
计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其他移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机体统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD～ROM，DVD～ROM或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块42，这些程序模块42被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块42以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、 显示器24、摄像头等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN))，广域网(WAN)和/或公共网络(例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其他模块通信。应当明白，尽管图7中未示出，可以结合计算机设备12使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元16、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统34等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的超音波变频测距方法。
也即，上述处理单元16执行上述程序时实现：使用第一指定频率的超声波进行距离测量；判定测量距离是否大于指定值；若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。
在本发明实施例中，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有实施例提供的超音波变频测距方法：
也即，给程序被处理器执行时实现：使用第一指定频率的超声波进行距离测量；判定测量距离是否大于指定值；若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。
可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机克顿信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬 盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPOM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD～ROM)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，改计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言——诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或者服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本发明的超声波变频测距的方法、装置、设备及存储介质的有益效果为：通过使用根据不同的距离使用不同频率的超声波进行测距的方法，降低了短距离测距中的盲区误差，提升了短距离测距的精度，通过使用根据不同的距离使用不同频率的超声波，使在盲区误差影响较小时的测试距离能够使用耗能较低的相对频率较低的超声波进行测量，降低了测定设备的功耗，提高了设备的续航，减少了能源浪费，更环保。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接 或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种超声波变频测距的方法，其特征在于，包括步骤：
使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
判定测量距离是否大于指定值；
若是，则采用第二指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值；
若否，则采用第一指定频率的超声波进行距离测量，并重新判定测量距离是否大于指定值。
2.根据权利要求1所述的超声波变频测距的方法，其特征在于，在使用第一指定频率的超声波进行距离测量的步骤之前，还包括步骤：
测量环境温度获得第一温度值；
根据所述第一温度值换算出第一环境声速，并将所述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
3.根据权利要求2所述的超声波变频测距的方法，其特征在于，在判定测量距离是否大于指定值的步骤之后，还包括步骤：
测量当前环境温度获得当前环境温度值；
将所述当前环境温度值与所述第一温度值比较，并计算出温差值；
判定所述温差值是否超出指定值域；
若是，根据所述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将所述当前环境声速作为距离测量的计算参数。
4.根据权利要求1所述的超声波变频测距的方法，其特征在于，所述指定值的范围是50～200cm。
5.根据权利要求1所述的超声波变频测距的方法，其特征在于，所述第一指定频率大于70kHz，所述第二指定频率的范围是30kHz～70kHz。
6.一种超声波变频测距的装置，其特征在于，包括：
第一测量模块，用于使用第一指定频率的超声波进行距离测量；
第一判定模块，用于判定测量距离是否大于指定值；
第二测量模块，用于采用第二指定频率的超声波进行距离测量；
第三测量模块，用于采用第一指定频率的超声波进行距离测量；
其中，当所述测量距离大于指定值时，运行所述第二测量模块；当所述测量距离小于或等于指定值时，运行所述第三测量模块。
7.根据权利要求6所述的超声波变频测距的装置，其特征在于，还包括：
第一温度测量模块，用于测量环境温度获得第一温度值；
第一换算模块，用于根据所述第一温度值换算出第一环境声速，并将所述第一环境声速作为距离测量的计算参数。
8.根据权利要求7所述的超声波变频测距的装置，其特征在于，还包括：
第二温度测量模块，用于测量当前环境温度获得当前环境温度值；
比较模块，用于将所述当前环境温度值与所述第一温度值比较，并计算出温差值；
第二判定模块，用于判定所述温差值是否超出指定值域；
第二换算模块，用于若是，根据所述当前环境温度值换算出当前环境声速，并将所述当前环境声速作为距离测量的计算参数。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1～5中任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～5中任意一项所述的方法。
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