CN115267791A - 一种超声波信号处理电路、芯片及车辆雷达装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的一种超声波信号处理电路、芯片及车辆雷达装置，所述电路包括：目标采样密度确定单元，用于根据第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度，其中，采样密度为被采样的回波波形数量与回波波形总数的比值；采样单元，用于根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；距离计算单元，用于根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。在本申请实施例中，根据被检测对象的距离，配置相对应的采样密度，在保证检测精度的情况下，可以降低对采样信号进行解析处理的计算量，进而降低功耗。

Description

一种超声波信号处理电路、芯片及车辆雷达装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，具体地涉及一种超声波信号处理电路、芯片及车辆雷达装置。

背景技术

超声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场景，诸如车辆障碍物检测、工业自动控制、建筑工程测等方面得到广泛的应用。以车辆障碍物检测为例，超声波传感器在发射具有20KHz或更大的频率(其为非可听范围)的超声波信号之后，可以感测从外部障碍物反射的超声波信号的回波信号，并对回波信号进行采样，基于采样信号计算超声波传感器与障碍物之间的距离，即检测距离。基于该检测距离，可以向用户提供相应的提示信息(例如，通过蜂鸣器输出警示声或通过显示屏显示障碍物距离等)，以辅助用户安全驾驶。

为了保证具有较高的检测精度，在对回波信号进行采样的过程中，通常需要对回波信号中的每个波形进行采样。但是，该回波信号的采样方式导致对采样信号进行解析处理的计算量较大，进而导致功耗过高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种超声波信号处理电路、芯片及车辆雷达装置，以利于解决现有技术中系统功耗过高的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种超声波信号处理电路，包括：

目标采样密度确定单元，用于根据第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度，其中，采样密度为被采样的回波波形数量与回波波形总数的比值；

采样单元，用于根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；

距离计算单元，用于根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，具体用于：

当首次进行所述第二检测距离计算时，

根据初始采样密度对回波信号进行采样，获得第二采样信号；

根据所述第二采样信号进行检测距离计算，获得第一检测距离；

根据所述第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，还用于：

若所述第一检测距离大于或等于第一距离阈值，则确定所述目标采样密度为第一采样密度，其中，所述第一采样密度小于所述初始采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，还用于：

若所述第一检测距离大于或等于第二距离阈值，且小于所述第一距离阈值，则确定所述目标采样密度为第二采样密度；

其中，所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值，所述第二采样密度大于所述第一采样密度，且小于所述初始采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述初始采样密度大于或等于所述目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，还用于：

根据天气情况、用户类型、距离检测次数和用户的驾驶次数中的一种或多种，确定所述初始采样密度，其中，所述距离检测次数为获得所述第二检测距离的次数，所述驾驶次数为当所述超声波信号处理电路应用于车辆时，用户驾驶所述车辆的次数。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，具体用于：

当非首次进行所述第二检测距离计算时，

将上一次进行所述第二检测距离计算获得的第二检测距离，作为当前的第一检测距离；

根据当前的所述第一检测距离，确定与当前的所述第一检测距离相对应的目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述采样单元，具体用于：

若在所述超声波信号处理过程中发生中断，在发生中断后，首次进行所述第二检测距离的计算时，

根据发生中断前、最后一次进行所述第二检测距离计算时的目标采样密度，对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

在一种可能的实现方式中，所述第一检测距离与所述目标采样密度成反比。

在一种可能的实现方式中，所述目标采样密度确定单元，具体用于：

将所述第一检测距离与预设的距离阈值进行比较，获得阈值比较结果；

根据所述阈值比较结果，确定目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述采样单元，具体用于：

根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

根据所述调整后的目标采样密度，对所述超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

在一种可能的实现方式中，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据天气情况，确定天气调整参数；

根据所述天气调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，所述天气调整参数与天气情况相关。

在一种可能的实现方式中，所述天气情况包括晴朗天气和非晴朗天气，所述晴朗天气对应的调整后的目标采样密度小于所述非晴朗天气对应的调整后的目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，所述天气情况包括空气湿度，所述空气湿度与调整后的目标采样密度成正比。

在一种可能的实现方式中，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据用户类型，确定用户类型调整参数；

根据所述用户类型调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，不同的用户类型对应的用户类型调整参数不同。

在一种可能的实现方式中，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据当前的距离检测次数，确定距离检测次数调整参数；

根据所述距离检测次数调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，所述距离检测次数为获得所述第二检测距离的次数，所述距离检测次数与调整后的目标采样密度成反比。

在一种可能的实现方式中，当所述超声波信号处理电路应用于车辆时，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据用户的驾驶次数，确定驾驶次数调整参数；

根据所述驾驶次数调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，所述驾驶次数为用户驾驶所述车辆的次数，所述驾驶次数与调整后的目标采样密度成反比。

在一种可能的实现方式中，所述采样单元，具体用于：

根据所述目标采样密度，在所述超声波信号的回波波形的预设采样点进行采样，获得第一采样信号。

在一种可能的实现方式中，所述预设采样点为波峰或波谷。

在一种可能的实现方式中，所述距离计算单元，具体用于：

对所述第一采样信号进行包络处理，获得与所述第一采样信号对应的包络曲线；

将所述包络曲线与包络曲线阈值进行比较，获得大于所述包络曲线阈值的包络曲线；

根据所述大于所述包络曲线阈值的包络曲线进行检测距离计算，获得第二检测距离。

第二方面，本申请实施例提供了一种超声波信号处理芯片，包括：第一方面任一项所述的超声波信号处理电路。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆雷达装置，包括：

超声波传感器，用于发射超声波信号，并接收所述超声波信号的回波信号；

第二方面任一项所述的超声波信号处理芯片。

在本申请实施例中，根据被检测对象的距离，配置相对应的采样密度，在保证检测精度的情况下，可以降低对采样信号进行解析处理的计算量，进而降低功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种超声波系统的测距原理示意图；

图3为本申请实施例提供的一种超声波信号处理电路的结构框图；

图4为本申请实施例提供的一种信号处理场景示意图；

图5为本申请实施例提供的一种超声波信号处理芯片的结构框图；

图6为本申请实施例提供的一种车辆雷达装置的结构框图。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

参见图1，为本申请实施例提供的一种应用场景示意图。在图1中示出了车辆100和障碍物200，其中，车辆100的尾部设有多个超声波传感器101，当用户控制车辆100倒车时，超声波传感器101可以发射超声波信号并接收回波信号，进而可以计算超声波传感器101(即车辆100)与障碍物200之间的距离，并向用户提供相应的提示信息(例如，通过蜂鸣器输出警示声或通过显示屏显示障碍物距离等)，以辅助用户安全驾驶。

需要指出的是，图1仅为本申请实施例所列举的一种可能的应用场景，并不应当将其作为本申请保护范围的限制。例如，超声波测距除了应用于车辆进行障碍物检测以外，还可能应用于工业自动控制、建筑工程测等应用场景，在其它应用场景中，该障碍物也可能被称为“被检测对象”；超声波传感器除了设置在车辆的尾部以外，还可以设置在车辆的侧部或前部，以对车辆侧部或前部的障碍物进行检测；超声波传感器除了设置4个以外，还可以设置更多或更少数量的超声波传感器等，本申请实施例对此不作具体限制。

参见图2，为本申请实施例提供的一种超声波系统的测距原理示意图。在图2中示出了控制器、发射电路、接收电路和回波信号处理电路。其中，当需要进行距离检测时，控制器控制发射电路发射超声波信号，该发射电路也可能被称为“超声波换能器”。具体地，发射电路包括振荡单元(例如，振荡片、振荡膜、压电陶瓷片等)，控制器通过电控制信号激励振荡单元产生超声波信号。

超声波信号遇到障碍物后反射，该反射的信号即回波信号。接收电路可以通过压电转换的原理，将接受到的回波信号由声波信号转换为电信号，并发送至回波信号处理电路进行回波信号处理。回波信号处理电路可以对回波信号进行采样生成数字信号，并将该数字信号传输至控制器。控制器可以根据超声波信号的发射时间以及回波信号的接收时间计算超声波在空气中传播的时间差t，进而根据公式：S＝1/2(vt)计算超声波传感器与障碍物之间的距离，即检测距离。其中，S为检测距离，v为超声波在空气中传播的速度。

需要指出的是，在一些可能的实现方式中，发射电路和接收电路也可可能被统称为超声波传感器，本申请实施例对此不作限制。

为了保证具有较高的检测精度，在对回波信号进行采样的过程中，通常需要对回波信号中的每个波形进行采样。但是，该回波信号的采样方式导致对采样信号进行解析处理的计算量较大，进而导致功耗过高。

针对上述问题，本申请实施例提供了一种超声波信号处理电路，根据被检测对象的距离，配置相对应的采样密度，在保证检测精度的情况下，可以降低对采样信号进行解析处理的计算量，进而降低功耗。下面结合附图进行详细说明。

参见图3，为本申请实施例提供的一种超声波信号处理电路的结构框图。如图3所示，该超声波信号处理电路包括目标采样密度确定单元301、采样单元302和距离计算单元303。其中，目标采样密度确定单元301、采样单元302和距离计算单元303可以为图2所示控制器和/或回波信号处理电路中的部分或全部电路，本申请实施例对此不作限制。为了便于理解，下面分别对各个功能单元的工作原理进行详细说明。

目标采样密度确定单元301，用于根据第一检测距离，确定与第一检测距离对应的目标采样密度。

在每次的距离检测过程中，发射电路会发射包含多个脉冲(例如，可以为10-100中的任意数量)的超声波信号，接收电路进而接收包含多个回波波形的回波信号。其中，每个回波波形对应一个脉冲发射周期。

本申请实施例涉及的采样密度是指被采样的回波波形数量与回波波形总数的比值。该回波波形总数是指在一次距离检测过程中，回波信号中回波波形的总数。示例性的，回波波形总数为4N+1个。当采样密度为100％时，即对每个回波波形均进行采样，被采样的回波波形数量为4N+1个；当采样密度为50％时，即每间隔一个回波波形采样一次，被采样的回波波形数量为2N+1个；当采样密度为25％时，即每间隔两个回波波形采样一次，被采样的回波波形数量为N+1个。为了便于说明，在本申请实施例中将与第一检测距离对应的采样密度称为目标采样密度。

本申请实施例涉及的第一检测距离是指检测设备(例如，超声波传感器)与被检测对象(例如，障碍物)之间的距离，该第一检测距离用于确定目标采样密度。可理解，为了计算目标采样密度，首先需要获得第一检测距离。该第一检测距离的获取方式在下文中进行详细说明。

在实际应用中，申请人通过研究发现，当被检测对象距离超声波传感器较近时，对检测精度要求较高，则需要较高的采样密度，以保证具有较高的检测精度；当被检测对象距离超声波传感器较远时，对检测精度要求较低，则通过较低的采样密度即可满足要求，且可以降低数据处理量及功耗。因此，根据被检测对象与超声波传感器之间的距离，配置相对应的采样密度，可以降低对采样信号进行解析处理的计算量，进而降低功耗。具体地，第一检测距离与目标采样密度成反比，即第一检测距离越大，目标采样密度越小。

具体实现中，可以设定距离阈值，将第一检测距离与该距离阈值进行比较，获得阈值比较结果，根据阈值比较结果，确定目标采样密度。需要指出的是，本申请实施例对距离阈值的设置数量不做限制，下面分别以设置1个距离阈值和设置2个距离阈值为例进行说明。

在一种可能的实现方式中，设置1个距离阈值，为了便于说明，将该距离阈值称为第一距离阈值。当第一检测距离大于或等于第一距离阈值时，确定目标采样密度为第一采样密度；当第一检测距离小于第一距离阈值时，确定目标采样密度为第二采样密度，其中，第二采样密度大于第一采样密度。例如，在图1所示的应用场景内中，将第一距离阈值为1.2m，第一采样密度为25％，第二采样密度为50％。也就是说，当第一检测距离大于或等于1.2m时，按照25％的采样密度对回波波形进行采样；当第一检测距离小于1.2m时，按照50％的采样密度对回波波形进行采样。

在另一种可能的实现方式中，设置2个距离阈值，为了便于说明，将该2个距离阈值分别称为第一距离阈值和第二距离阈值，其中，第一距离阈值大于第二距离阈值。当第一检测距离大于或等于第一距离阈值时，确定目标采样密度为第一采样密度；当第一检测距离小于第一距离阈值，且大于或等于第二距离阈值时，确定目标采样密度为第二采样密度；当第一检测距离小于第二距离阈值时，确定目标采样密度为第三采样密度，其中，第三采样密度大于第二采样密度，第二采样密度大于第一采样密度。例如，在图1所示的应用场景中，将第一距离阈值为1.2m，第二距离阈值为0.6m，第一采样密度为25％，第二采样密度为50％，第三采样密度为75％。也就是说，当第一检测距离大于或等于1.2m时，按照25％的采样密度对回波波形进行采样；当第一检测距离小于1.2m，且大于或等于0.6m时，按照50％的采样密度对回波波形进行采样；当第一检测距离小于0.6m时，按照75％的采样密度对回波波形进行采样。

采样单元302，用于根据目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

本申请实施例，在获得目标采样密度后，则可以按照目标采样密度对回波信号进行采样，获得第一采样信号。示例性的，回波波形总数为4N+1个。当目标采样密度为100％时，即对每个回波波形均进行采样，被采样的回波波形数量为4N+1个，第一采样信号为4N+1个采样点；当目标采样密度为50％时，即每间隔一个回波波形采样一次，被采样的回波波形数量为2N+1个，第一采样信号为2N+1个采样点；当目标采样密度为25％时，即每间隔两个回波波形采样一次，被采样的回波波形数量为N+1个，第一采样信号为N+1个采样点。

具体实现中，可以根据目标采样密度，在所述超声波信号的回波波形的预设采样点进行采样，获得第一采样信号。示例性的，该预设采样点可以为回波波形的波峰或波谷。当然，也可以为用户自定义的回波波形的其它位置。例如，1/2波峰或波谷位置，或者1/3波峰或波谷位置等，本申请实施例对此不作限制。可理解，当预设采样点为波峰或波谷时，更利于后续的数据处理，因此，预设采样点优选为波峰或波谷。

参见图4，为本申请实施例提供的一种信号处理场景示意图。在该信号处理场景中，回波信号包括6个回波波形(即回波波形总数为6个)，目标采样密度为100％，预设采样点为波峰。因此，对每个回波波形的波峰进行采样，则获得6个采样点P1-P6(6个回波波形的波峰)。其中，采样点P1-P6即第一采样信号。

距离计算单元303，用于根据第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。

请继续参阅图4，在一种可能的实现方式中，在获得第一采样信号后，可以对第一采样信号进行包络处理，获得与第一采样信号对应的包络曲线；将包络曲线与包络曲线阈值进行比较，获得大于包络曲线阈值的包络曲线(包络曲线阈值以上部分的包络曲线)；根据大于包络曲线阈值的包络曲线进行检测距离计算，获得第二检测距离。

需要指出的是，图4仅为本申请实施例对信号处理场景的一种示例性说明，并不应当将其作为本申请保护范围的限制。

在本申请实施例中，根据被检测对象的距离，配置相对应的采样密度，在保证检测精度的情况下，可以降低对采样信号进行解析处理的计算量，进而降低功耗。

在实际的应用场景中，可能需要进行连续的多次距离检测(两次以上)。例如，在图1所示的车辆倒车的应用场景中，需要连续的检测车辆与障碍物之间的距离，以为用户实时更新车辆与障碍物之间的距离信息。由于第二检测距离为最终获得的检测结果，因此该多次距离检测是指获得多次第二检测距离。在实际应用中，基于不同的需求或不同的应用场景，可以采用不同的方法进行多次距离检测。

第一种多次距离检测方法：

在多次距离检测过程中，采用相同的目标采样密度进行回波信号的采样。具体地，在首次距离检测时，执行步骤：根据第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度；根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离；第2次以后的距离检测时，重复执行步骤：根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。可理解，该实现方式尤其适用于多次距离检测过程中，被检测对象的距离变化不大的场景，以减少数据处理量。

第二种多次距离检测方法：

在多次距离检测过程中，可以在每次距离检测时，对目标采样密度进行实时更新。具体地，每次距离检测均重复执行步骤：根据第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度；根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。可理解，该实现方式尤其适用于多次距离检测过程中，被检测对象的距离变化较大的场景，以提高检测精度。例如，在图1所示的车辆倒车的应用场景中，需要连续的检测车辆与障碍物之间的距离，且在倒车过程中，车辆与障碍物之间的距离变化较大。

另外，对于第二种多次距离检测方法，在多次距离检测的过程中，可能采用不同的方式获得相对应的目标采样密度，下面分别进行说明。

在一种可能的实现方式中，当首次进行距离检测时(即首次进行第二检测距离计算)，目标采样密度确定单元301,具体用于：根据初始采样密度对回波信号进行采样，获得第二采样信号；根据所述第二采样信号进行检测距离计算，获得第一检测距离；根据第一检测距离，确定与第一检测距离相对应的目标采样密度。当进行非首次距离检测时(即第2次以后进行第二检测距离计算)，将上一次进行第二检测距离计算获得的第二检测距离，作为当前的第一检测距离；根据当前的第一检测距离，确定与当前的第一检测距离相对应的目标采样密度。

在一种可能的实现方式中，该初始采样密度为预设的采样密度。具体实现中，可以将该初始采样密度设置为最大值100％，即以获得较为准确的第一检测距离。可理解，当初始采样密度为最大值时，初始采样密度大于或等于目标采样密度。当然，本领域技术人员根据实际需要还可以将初始采样密度设置为其它值，例如，50％，75％等，以减少数据处理量，本申请实施例对此不作具体限制。

为了便于理解，下面结合具体的实现方式进行详细说明。

首先，当进行第1次距离检测，即第1次计算第二检测距离时，由于系统中不存在被检测对象的距离信息，因此，需要对第一检测距离进行单独计算。具体地，根据初始采样密度对回波信号进行采样，获得第二采样信号；根据第二采样信号进行检测距离计算，获得第一检测距离；根据所述第一检测距离，确定与第一检测距离相对应的目标采样密度。

其次，在进行第2次距离检测，即第2次计算第二检测距离时，由于系统中存在被检测对象的距离(第1次距离检测获得的第二检测距离)，因此，可以直接将第1次获得的第二检测距离作为本次计算过程中的第一检测距离，进而根据该第一检测距离，确定与第一检测距离相对应的目标采样密度。也就是说，在第2次计算第二检测距离时，无需单独计算对应的第一检测距离，可以减少数据处理量。

同理，在进行第3次距离检测，即第3次计算第二检测距离时，由于系统中存在被检测对象的距离(第2次距离检测获得的第二检测距离)，因此，可以将第2次获得的第二检测距离作为本次计算过程中的第一检测距离。需要指出的是，由于第2次距离检测获得的第二检测距离相对第1次距离检测获得的第二检测距离更接近当前被检测对象的实际距离，因此，将第2次获得的第二检测距离作为本次计算过程中的第一检测距离，而非采用第1次获得的第二检测距离。也就是说，当非首次进行所述第二检测距离计算时，始终将上一次进行第二检测距离计算获得的第二检测距离，作为当前的第一检测距离。

在实际的应用场景中，连续进行多次距离检测的过程可能会发生中断。例如，在图1所示的车辆倒车的应用场景中，需要连续进行多次距离检测。但是，在倒车过程中，用户可能会将车辆的档位切换为前进挡，向前行驶第一段距离调整车辆的位姿后，继续倒车。其中，当用户控制车辆向前行进时，距离检测的过程发生中断。可理解，在发生中断后和发生中断前，车辆的位置变化不大，即车辆与障碍物之间的距离变化不大。因此，在发生中断后首次进行距离检测时(首次计算第二检测距离时)，可以根据发生中断前、最后一次进行第二检测距离计算时的目标采样密度，对超声波信号的回波信号进行采样。而无需重新计算目标采样密度，减少数据处理量。需要指出的是，该终端可能发生在某一次距离检测过程中，也可能发生在两次距离检测之间。例如，在第3次距离检测过程中，发生中断，第3次距离检测未完成；或者，在完成第3次距离检测后、开始第4次距离检测之前，发生中断，第3次距离检测完成。本申请实施例涉及的“最后一次进行第二检测距离计算时的目标采样密度”是指最后一次完成第二检测距离计算对应的目标采样密度。

示例性的，若在第3次距离检测过程中，发生中断，则最后一次进行第二检测距离计算时的目标采样密度，为第2次进行第二检测距离计算时的目标采样密度；若在完成第3次距离检测后、开始第4次距离检测之前，发生中断，则最后一次进行第二检测距离计算时的目标采样密度，为第3次进行第二检测距离计算时的目标采样密度。

在一些可能的实现方式中，为了获得更加准确的检测结果，在获得目标采样密度后，可能还需要对目标采样密度进行微调。具体地，采样单元302，具体用于：根据调整参数对目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；根据调整后的目标采样密度，对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

具体实现中，对目标采样密度进行微调的影响因素可能包括天气情况、用户类型(例如，新手用户或熟练用户)、距离检测次数、驾驶次数(用户驾驶车辆的次数)等，下面分别结合不同的影响因素对目标采样密度的微调进行说明。当然，在一些可能的实现方式中，还可以同时考虑多种影响因素。例如，同时结合天气情况和用户类型对目标采样密度进行微调；或者，同时结合天气情况和驾驶次数对目标采样密度进行微调等，本申请实施例对此不作限制。

第一，根据天气情况对目标采样密度进行微调。

在实际应用中，天气因素可能会影响超声波测距的精度。因此，可以基于天气情况对目标采样密度进行微调。具体地，根据天气情况，确定天气调整参数；根据天气调整参数对目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，其中，天气调整参数为与天气情况相关的参数。

在一种可能的实现方式中，可以通过天气类型确定天气调整参数。具体地，天气类型包括晴朗天气和非晴朗天气(雨雾天气等)。其中，晴朗天气对应的调整后的目标采样密度小于非晴朗天气对应的调整后的目标采样密度，以保证在天气恶劣时提高目标采样密度，避免由于天气因素影响距离检测精度。示例性的，目标采样密度确定单元301获得的目标采样密度为50％，晴朗天气对应的天气调整参数为1，非晴朗天气对应的天气调整参数为1.2，则晴朗天气对应的调整后的目标采样密度为：50％*1＝50％；非晴朗天气对应的调整后的目标采样密度为：50％*1.2＝60％。

可理解，在雨雾天气，空气湿度通常会明显提高。因此，同样可以通过空气湿度确定天气调整参数。也就是说，天气情况包括空气湿度，其中，空气湿度与调整后的目标采样密度成正比，以保证在天气恶劣时提高目标采样密度，避免由于天气因素影响距离检测精度。示例性的，目标采样密度确定单元301获得的目标采样密度为40％，当空气湿度低于50％时，对应的天气调整参数为1；当空气湿度等于或高于50％、且低于75％时，对应的天气调整参数为1.2；当空气湿度等于或高于75％时，对应的天气调整参数为1.5。相应地，空气湿度低于50％时，对应的调整后的目标采样密度为：40％*1＝40％；空气湿度等于或高于50％、且低于75％时，对应的调整后的目标采样密度为：40％*1.2＝48％；空气湿度等于或高于75％时，对应的调整后的目标采样密度为：40％*1.5＝60％。

可理解，上述天气调整参数仅为一种示例性说明，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要设置相应的天气调整参数，本申请实施例对此不作限制。

具体实现中，可以通过传感器采集的信息确定天气情况，或者通过与其它设备通信(例如，天气播报平台)获得当前的天气情况，本申请实例对此不作限制。

第二，根据用户类型对目标采样密度进行微调。

在实际应用中，不同的用户可能对测距的需求不同。例如，在图1所示的车辆倒车的应用场景中，对于新手用户可能需要较高的距离检测精度，以辅助新手用户驾驶；对于熟练用户可能较低的距离检测精度，即可满足熟练用户的需求。因此，在一种可能的实现方式中，可以根据用户类型，确定用户类型调整参数；根据用户类型调整参数对目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；其中，不同的用户类型对应的用户类型调整参数不同。

在一种可能的实现方式中，则用户类型包括新手用户和熟练用户，其中，新手用户对应的调整后的目标采样密度大于熟练用户对应的调整后的目标采样密度，以为新手用户提供更高的距离检测精度。例如，在图1所示的应用场景中，熟练用户具有更高的驾驶技能，因此较低的距离检测精度即可满足辅助驾驶需求；新手用户的驾驶技能较差，因此需要提供较高的距离检测精度，以辅助新手用户驾驶。示例性的，目标采样密度确定单元301获得的目标采样密度为50％，熟练用户对应的用户类型调整参数为1，新手用户对应的用户类型调整参数为1.2，则熟练用户对应的调整后的目标采样密度为：50％*1＝50％；新手用户对应的调整后的目标采样密度为：50％*1.2＝60％。

具体实现中，用户类型可以由用户自行设定，也可以由系统判定用户类型，本申请实施例对此不作限制。例如，在图1所示的应用场景中，系统可以记录用户的驾驶次数，若驾驶次数超过设定的距离检测次数阈值，则判断用户为熟练用户；相反，则判断用户为新手用户。

第三，根据驾驶次数对目标采样密度进行微调。

基于上述分析，当本申请实施例提供的超声波信号处理方法应用于车辆时，还可以直接根据用户的驾驶次数对目标采样密度进行微调。具体地，根据用户的驾驶次数，确定驾驶次数调整参数；根据驾驶次数调整参数对目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；其中，驾驶次数与调整后的目标采样密度成反比，以为驾驶次数较少的用户提供较高的距离检测精度。示例性的，目标采样密度确定单元301获得的目标采样密度为60％，当驾驶次数等于或大于20次时，对应的驾驶次数调整参数为1；当距离检测次数小于20次时，对应的驾驶次数调整参数为1.5。相应地，驾驶次数等于或大于20次时，驾驶次数调整参数对应的调整后的目标采样密度为：60％*1＝50％；驾驶次数小于20次时，驾驶次数调整参数对应的调整后的目标采样密度为：50％*1.5＝90％。

第四，根据距离检测次数对目标采样密度进行微调。

可理解，距离检测次数同样可以反映用户的熟练程度。因此，在一些可能的实现方式中，还可以根据距离检测次数对目标采样密度进行微调。具体地，根据当前的距离检测次数，确定距离检测次数调整参数；根据距离检测次数调整参数对目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；其中，距离检测次数与调整后的目标采样密度成反比，以为新手用户提供较高的距离检测精度。示例性的，目标采样密度确定单元301获得的目标采样密度为80％，当距离检测次数等于或大于200次时，对应的距离检测次数调整参数为0.8；当距离检测次数小于200次时，对应的距离检测次数调整参数为1.1。相应地，距离检测次数等于或大于200次时，距离检测次数调整参数对应的调整后的目标采样密度为：80％*0.8＝64％；距离检测次数小于200次时，距离检测次数调整参数对应的调整后的目标采样密度为：80％*1.1＝88％。

在一种可能的实现方式中，还可以根据对目标采样密度进行微调的影响因素，确定上述实施例中的初始采样密度。也就是说，天气情况、用户类型、距离检测次数和驾驶次数中的一种或多种确定初始采样密度。

示例性的，基于天气情况确定上述实施例中的初始采样密度。具体地，晴朗天气对应的初始采样密度小于非晴朗天气对应的初始采样密度；或者，空气湿度与初始采样密度成正比，以保证在天气恶劣时提高初始采样密度，避免由于天气因素影响距离检测精度。

示例性的，基于用户类型确定上述实施例中的初始采样密度。具体地，熟练用户对应的初始采样密度小于新手用户对应的初始采样密度，以保证对新手用户提高初始采样密度，进而提高距离检测精度。

示例性的，基于驾驶次数确定上述实施例中的初始采样密度。具体地，驾驶次数与初始采样密度成反比，以保证对新手用户提高初始采样密度，进而提高距离检测精度。

示例性的，基于距离检测次数确定上述实施例中的初始采样密度。具体地，距离检测次数与初始采样密度成反比，以保证对新手用户提高初始采样密度，进而提高距离检测精度。

在一种可能的实现方式中，为了提高检测精度，在进行第二检测距离计算时，还可以结合天气情况增加天气裕量K(可以通过实验获得)。如上文所述，检测距离的计算公式为：S＝1/2(vt)，其中，S为检测距离，v为超声波在空气中传播的速度。一种实现方式为：S＝1/2(vt)+K；另一种实现方式为：S＝1/2(vKt)。当然，还可能存在其它的计算方式，本申请实施例对此不再赘述。

在一种可能的实现方式中，在图1所示的应用场景中，在获得第二检测距离后，还可以根据该第二检测距离确定车辆的倒车速度，进而为用户提供倒车速度信息，以提高用户体验。

与上述实施例相对应，本申请实施例还提供了一种超声波信号处理芯片。

参见图5，为本申请实施例提供的一种超声波信号处理芯片的结构框图。如图5所示，该超声波信号处理芯片500包括上述实施例所述的超声信号处理电路501，其中，超声信号处理电路501的具体内容可以参见上述实施例的描述，为了表述简洁，在此不再赘述。

与上述实施例相对应，本申请实施例还提供了一种车辆雷达装置。

参见图6，为本申请实施例提供的一种车辆雷达装置的结构框图。如图6所示，该车辆雷达装置600可以包括：超声波传感器601，用于发射超声波信号，并接收所述超声波信号的回波信号；以及上述实施例所述的超声信号处理芯片602，其中，超声信号处理芯片602的具体内容可以参见上述实施例的描述，为了表述简洁，在此不再赘述。

具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

具体实现中，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含可执行指令，当所述可执行指令在计算机上执行时，使得计算机执行上述方法实施例中的部分或全部步骤。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称ROM)、随机存取存储器(random access memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种超声波信号处理电路，其特征在于，包括：

目标采样密度确定单元，用于根据第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度，其中，采样密度为被采样的回波波形数量与回波波形总数的比值；

采样单元，用于根据所述目标采样密度对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号；

距离计算单元，用于根据所述第一采样信号进行检测距离计算，获得第二检测距离。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述目标采样密度确定单元，具体用于：

当首次进行所述第二检测距离计算时，

根据初始采样密度对回波信号进行采样，获得第二采样信号；

根据所述第二采样信号进行检测距离计算，获得第一检测距离；

根据所述第一检测距离，确定与所述第一检测距离相对应的目标采样密度。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述目标采样密度确定单元，还用于：

若所述第一检测距离大于或等于第一距离阈值，则确定所述目标采样密度为第一采样密度，其中，所述第一采样密度小于所述初始采样密度。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述目标采样密度确定单元，还用于：

若所述第一检测距离大于或等于第二距离阈值，且小于所述第一距离阈值，则确定所述目标采样密度为第二采样密度；

其中，所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值，所述第二采样密度大于所述第一采样密度，且小于所述初始采样密度。

5.根据权利要求2～4任一条所述的电路，其特征在于，所述目标采样密度确定单元，还用于：

根据天气情况、用户类型、距离检测次数和用户的驾驶次数中的一种或多种，确定所述初始采样密度，其中，所述距离检测次数为获得所述第二检测距离的次数，所述驾驶次数为当所述超声波信号处理电路应用于车辆时，用户驾驶所述车辆的次数。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述目标采样密度确定单元，具体用于：

当非首次进行所述第二检测距离计算时，

将上一次进行所述第二检测距离计算获得的第二检测距离，作为当前的第一检测距离；

根据当前的所述第一检测距离，确定与当前的所述第一检测距离相对应的目标采样密度。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样单元，具体用于：

若在所述超声波信号处理过程中发生中断，在发生中断后，首次进行所述第二检测距离的计算时，

根据发生中断前、最后一次进行所述第二检测距离计算时的目标采样密度，对超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样单元，具体用于：

根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

根据所述调整后的目标采样密度，对所述超声波信号的回波信号进行采样，获得第一采样信号。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据天气情况，确定天气调整参数；

根据所述天气调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，所述天气调整参数与天气情况相关。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，所述天气情况包括晴朗天气和非晴朗天气，所述晴朗天气对应的调整后的目标采样密度小于所述非晴朗天气对应的调整后的目标采样密度；

或者，所述天气情况包括空气湿度，所述空气湿度与调整后的目标采样密度成正比。

11.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据用户类型，确定用户类型调整参数；

根据所述用户类型调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，不同的用户类型对应的用户类型调整参数不同。

12.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据当前的距离检测次数，确定距离检测次数调整参数；

根据所述距离检测次数调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，所述距离检测次数为获得所述第二检测距离的次数，所述距离检测次数与调整后的目标采样密度成反比。

13.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，当所述超声波信号处理电路应用于车辆时，所述根据调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度，包括：

根据用户的驾驶次数，确定驾驶次数调整参数；

根据所述驾驶次数调整参数对所述目标采样密度进行调整，获得调整后的目标采样密度；

其中，所述驾驶次数为用户驾驶所述车辆的次数，所述驾驶次数与调整后的目标采样密度成反比。

14.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述采样单元，具体用于：

根据所述目标采样密度，在所述超声波信号的回波波形的预设采样点进行采样，获得第一采样信号；

所述预设采样点为波峰或波谷。

15.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述距离计算单元，具体用于：

对所述第一采样信号进行包络处理，获得与所述第一采样信号对应的包络曲线；

将所述包络曲线与包络曲线阈值进行比较，获得大于所述包络曲线阈值的包络曲线；

根据所述大于所述包络曲线阈值的包络曲线进行检测距离计算，获得第二检测距离。

16.一种超声波信号处理芯片，其特征在于，包括：权利要求1-15任一项所述的超声波信号处理电路。

17.一种车辆雷达装置，其特征在于，包括：

超声波传感器，用于发射超声波信号，并接收所述超声波信号的回波信号；

权利要求16所述的超声波信号处理芯片。

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