CN117129981A - 超声波设备的控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超声波设备的控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：在检测到超声波设备上电的情况下，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波。本申请的方案，在进行超声波测距时，先控制超声波设备接收干扰信号，根据监听的干扰信号，确定检测时的超声波设备的发射频率和时间，从而避开干扰信号。解决了多个超声波设备影响，导致测距不准确的技术问题。

Description

超声波设备的控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及超声波测量技术领域，具体而言，涉及一种超声波设备的控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前在人们的生活或工业中，具有多个需要测量距离的场景，例如检测汽车倒车、液位、井深、管道长度等等。

由于超声波具有指向性强，能量消耗慢的特性。同时，当超声波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射。因此，相关技术中往往借助超声波进行测距。

但是，若检测空间中有多个超声波设备，多个超声波设备之间会相互影响。对于目标超声波设备来说，干扰设备的发射波和反射波可能会被目标超声波设备误接收，这样就影响了目标超声波设备的计算，从而导致目标超声波设备在测距时不准确。

发明内容

本申请实施例提供了一种超声波设备的控制方法、装置、设备及存储介质，以至少解决相关技术中多个超声波设备之间相互影响，导致测距不准的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种超声波设备的控制方法，包括：在检测到超声波设备上电的情况下，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波。

在一个可选地实施例中，根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点，包括：

根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定所述干扰信号的发射频率和时间点；根据所述干扰信号的发射频率和时间点，确定发射器的发射频率和时间点，所述干扰信号的发射频率和时间点与所述发射器的发射频率和时间点不相同。

在一个可选地实施例中，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器之后，还包括：

获取所述接收器在所述预设时段内接收的干扰信号数量；在所述干扰信号数量大于或等于第一预设阈值的情况下，根据所述干扰信号，确定所述发射器的发射频率和时间点；在所述干扰信号数量小于所述第一预设阈值的情况下，将所述预设时段延长预设时长。

在一个可选地实施例中，将所述预设时段延长预设时长之后，还包括：在延长后的预设时段接收的干扰信号数量大于或等于所述第一预设阈值的情况下，根据所述干扰信号，确定所述发射器的发射频率和时间点；在所述延长后的预设时段接收的干扰信号数量小于所述第一预设阈值的情况下，确定所述超声波设备所在的空间内没有干扰信号。

在一个可选地实施例中，控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波之后，还包括：根据所述超声波设备的检测时间，对所述发射器的发射频率和时间点进行定时校准；和/或，根据所述超声波设备接收超声波信号的数量，对所述发射器的发射频率和时间点进行异常校准。

在一个可选地实施例中，根据所述超声波设备的检测时间，对所述发射器的发射频率和时间点进行定时校准，包括：在所述超声波设备的检测时间到达预设的定时校准周期的情况下，重新确定所述发射器的发射频率和时间点。

在一个可选地实施例中，根据所述超声波设备接收超声波信号的数量，对所述发射器的发射频率和时间点进行异常校准，包括：记录进行检测时的第一个固定时间窗口内，接收的初始超声波数量；分别计算后续每一个所述固定时间窗口内接收的超声波数量与所述初始超声波数量的差值；在所述差值大于或等于第二预设阈值的情况下，重新确定所述发射器的发射频率和时间点。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种超声波设备的控制装置，包括：

监听模块，用于在检测到超声波设备上电的情况下，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；校准模块，用于根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；控制模块，用于控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为通过上述计算机程序执行上述的超声波设备的控制方法。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述超声波设备的控制方法。

本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的超声波设备的控制方法，在进行超声波测距时，先控制超声波设备接收干扰信号，根据监听的干扰信号，确定检测时的超声波设备的发射频率和时间，对检测时的发射频率和时间进行校准，从而避开干扰信号。解决了多个超声波设备影响，导致测距不准确的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的一种可选的超声波设备的控制方法的流程图；

图2是根据本申请实施例提供的一种超声波测距原理的示意图；

图3是根据本申请实施例提供的一种多个超声波设备互相影响的示意图；

图4是根据本申请实施例提供的另一种多个超声波设备互相影响的示意图；

图5是根据本申请实施例提供的另一种超声波设备的控制方法示意图；

图6是根据本申请实施例提供的一种超声波设备的控制装置示意图；

图7是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图2是根据本申请实施例提供的一种超声波测距原理的示意图，如图2所示，超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量超声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。

图2中的一个空间里只有一个超声波设备，测距是没有问题的，但是在有多个超声波设备时，多个超声波设备之间相互影响，会造成测距不准的技术问题。

如图3所示，空间中存在用于测距的设备A以及干扰设备B，设备A本来是通过发射波4和反射波5的时间差计算出障碍物的距离，但是由于干扰设备B的存在，B的反射波3会被设备A接收到，这样就影响了设备A的计算，它分不清到底是3还是5是它的反射波。

如图4所示，在存在干扰设备B的情况下，干扰设备B的发射波1也会被设备A接收到，从而影响设备A的计算。

因此，现有技术中若存在多个超声波设备时，多个超声波设备之间相互影响，会造成测距不准的问题。基于此，本申请实施例提供了一种超声波设备的控制方法，已解决现有技术中多个超声波设备之间相互影响的问题。

下面结合附图1对本申请实施例的超声波设备的控制方法进行详细介绍，如图1所示，该方法主要包括如下步骤：

S101在检测到超声波设备上电的情况下，控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器。

在本申请实施例中，在检测到超声波设备上电的情况下，不立即进行超声波测距，而是先使超声波设备处于监听模式，即控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器。在监听模式下，超声波设备只接收超声波信号，不发射超声波信号。

其中，预设时段的具体取值本申请不做具体限定，在一个可选地实施例中，设置预设时段为3s，超声波设备上电后的3秒内，只接收超声波信号，不发射超声波信号。此时超声波设备的接收器接收的超声波信号为其他超声波设备发射的干扰信号。

在一个可选地实施例中，控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器之后，还包括：获取接收器在预设时段内接收的干扰信号数量；在干扰信号数量大于或等于第一预设阈值的情况下，根据干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；在干扰信号数量小于第一预设阈值的情况下，将预设时段延长预设时长。

其中，第一预设阈值的具体取值本申请不做具体限定，在一个示例性场景中，第一预设阈值为5个，若接收的干扰信号数量大于等于5个，说明以采集到足够的干扰信号，可以进一步分析。若接收的干扰信号不足5个，则延长预设时段，例如，将预设时段延长两秒。

进一步地，将预设时段延长预设时长之后，还包括：在延长后的预设时段接收的干扰信号数量大于或等于第一预设阈值的情况下，根据干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；在延长后的预设时段接收的干扰信号数量小于第一预设阈值的情况下，确定超声波设备所在的空间内没有干扰信号。

延长后继续判断是否采集到足够的干扰信号，若延长后依然没有采集到足够的干扰信号，则确定超声波设备所在的空间内暂时没有干扰设备。

根据本申请的实施方法，可以先对空间中存在的干扰信号进行监听。

S102根据接收器在预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点。

在一个实施例中，根据接收器在预设时段内接收到的干扰信号，确定干扰信号的发射频率和时间点。根据干扰信号的发射频率和时间点，确定发射器的发射频率和时间点，干扰信号的发射频率和时间点与发射器的发射频率和时间点不相同。

具体地，超声波设备接收到干扰信号后，记录下接收到的干扰信号的次数和时间点，根据记录的信息计算出干扰源的发射频率和时间点。然后根据干扰源的发射频率和时间点，进一步确定发射器的发射频率和时间，从而避开干扰源的发射频率和时间。

S103控制发射器基于发射频率和时间点发射超声波。

在本申请实施例中，计算出发射器的发射频率和发射时间之后，控制发射器基于发射频率和时间点发射超声波，进行距离检测。在进行距离检测时，根据发射器的发射频率和发射时间，计算接收器的接收时间，控制接收器只在相应的接收时间开启。从而避免接收器接收到预先监听的干扰信号。

在一个可选地实施例中，控制发射器基于发射频率和时间点发射超声波之后，还包括：根据超声波设备的检测时间，对发射器的发射频率和时间点进行定时校准。

对发射器的发射频率和时间点进行定时校准。包括：在超声波设备的检测时间到达预设的定时校准周期的情况下，重新确定发射器的发射频率和时间点。

在一种可能的实施方式中，因为干扰的超声波设备可能存在频偏，这个干扰的超声波设备运行时间越长，发射时间点会慢慢偏掉，进而影响检测设备的工作。因此，在检测的超声波设备里面需要一个定期的校准机制，设置一个定时校准周期T。

在超声波设备正常检测开始时，每次经过一个定时校准周期T，重新确定发射器的发射频率和时间点。具体地，达到定时校准周期T后，重新控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器，接收干扰信号，根据接收的干扰信号重新标定发射器的发射频率和时间，根据重新标定的发射频率和发射时间进行测距。

根据定期校准，可以保障超声波设备一直能正常工作，避免干扰设备频偏带来的影响。

在一个可选地实施例中，还包括根据超声波设备接收超声波信号的数量，对发射器的发射频率和时间点进行异常校准。

具体地，根据超声波设备接收超声波信号的数量，对发射器的发射频率和时间点进行异常校准，包括：记录进行检测时的第一个固定时间窗口内，接收的初始超声波数量；分别计算后续每一个固定时间窗口内接收的超声波数量与初始超声波数量的差值；在差值大于或等于第二预设阈值的情况下，重新确定发射器的发射频率和时间点。

在实际应用场景中，若对端的干扰设备的发射频率发生变化，或者又加入了新的干扰设备，定时校准是无法及时发现问题的，所以本申请实施例提供的方法还增加了一个异常触发次数来及时触发校准机制。触发次数指的是接收器接收的超声波数量。

具体地，在超声波设备正常检测时，设置固定时间窗口，时间窗口的大小本申请不做具体限定，记录正常检测开始时第一个时间窗口内接收的初始超声波数量N。比如进入正常检测开始1分钟内接收的超声波数量是10次，N＝10，那么后面每过一分钟会把每分钟接收的超声波次数和10相比较，如果发现检测的次数比N＝10偏大较多，超过设定的第二预设阈值n(假设n＝3)，即一分钟内接收的超声波次数超过13，说明此时相比初始状态，又接收到了其余干扰信号，则确定触发校准机制。重新控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器，接收干扰信号，根据接收的干扰信号重新标定发射器的发射频率和时间，根据重新标定的发射频率和发射时间进行测距。

根据本申请实施例提供的异常检测机制，可以在出现多余干扰信号时，及时触发校准机制。保证测距的准确性。

为了便于理解本申请实施例提供的超声波设备的控制方法，下面结合附图5进一步描述。如图5所示，该方法包括如下步骤：

S501控制超声波设备上电。

S502进入监听模式；即控制超声波设备开启接收器，关闭发射器。

S503判断在预设时段内接收的干扰信号数量是否超过预设阈值，若是，则执行步骤S505，决策发射时间点和发射频率；若否，则执行步骤S504，加长监听时间。

S504加长监听时间。

S505决策发射时间点和发射频率。

S506进行超声波测距，记录进行检测时的第一个固定时间窗口内，接收的初始超声波数量。

S507判断是否到达定时校准时间，若是，则返回执行步骤S502进入监听模式；即控制超声波设备开启接收器，关闭发射器。若否，则执行步骤S508，判断后续每个固定时间窗口内接收的超声波数量与初始超声波数量的差值，是否大于预设阈值。

S508，判断后续每个固定时间窗口内接收的超声波数量与初始超声波数量的差值，是否大于预设阈值，若是，则返回执行步骤S502进入监听模式；即控制超声波设备开启接收器，关闭发射器。若否，则执行步骤S506，继续进行超声波测距。

本申请提供的超声波设备的控制方法，在进行超声波测距时，先控制超声波设备接收干扰信号，根据监听的干扰信号，确定检测时的超声波设备的发射频率和时间，对检测时的发射频率和时间进行校准，从而避开干扰信号。解决了多个超声波设备影响，导致测距不准确的技术问题。且本申请提供的方法，还可以控制超声波设备进行定时校准和异常校准，进一步保障超声波设备测距的准确性。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述超声波设备的控制方法的超声波设备的控制装置。如图6所示，该装置包括：

监听模块601，用于在检测到超声波设备上电的情况下，控制超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；

校准模块602，用于根据接收器在预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；

控制模块603，用于控制发射器基于发射频率和时间点发射超声波。

需要说明的是，上述实施例提供的超声波设备的控制装置在执行超声波设备的控制方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的超声波设备的控制装置与超声波设备的控制方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种与前述实施例所提供的超声波设备的控制方法对应的电子设备，以执行上述超声波设备的控制方法。

请参考图7，其示出了本申请的一些实施例所提供的一种电子设备的示意图。如图7所示，电子设备包括：处理器700，存储器701，总线702和通信接口703，处理器700、通信接口703和存储器701通过总线702连接；存储器701中存储有可在处理器700上运行的计算机程序，处理器700运行计算机程序时执行本申请前述任一实施例所提供的超声波设备的控制方法。

其中，存储器701可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口703(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。

总线702可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器701用于存储程序，处理器700在接收到执行指令后，执行程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的超声波设备的控制方法可以应用于处理器700中，或者由处理器700实现。

处理器700可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器700中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器700可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器701，处理器700读取存储器701中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的超声波设备的控制方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供一种与前述实施例所提供的超声波设备的控制方法对应的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(即程序产品)，计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施例所提供的超声波设备的控制方法。

需要说明的是，计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。

本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的超声波设备的控制方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波设备的控制方法，其特征在于，包括：

在检测到超声波设备上电的情况下，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；

根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；

控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点，包括：

根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定所述干扰信号的发射频率和时间点；

根据所述干扰信号的发射频率和时间点，确定发射器的发射频率和时间点，所述干扰信号的发射频率和时间点与所述发射器的发射频率和时间点不相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器之后，还包括：

获取所述接收器在所述预设时段内接收的干扰信号数量；

在所述干扰信号数量大于或等于第一预设阈值的情况下，根据所述干扰信号，确定所述发射器的发射频率和时间点；

在所述干扰信号数量小于所述第一预设阈值的情况下，将所述预设时段延长预设时长。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述预设时段延长预设时长之后，还包括：

在延长后的预设时段接收的干扰信号数量大于或等于所述第一预设阈值的情况下，根据所述干扰信号，确定所述发射器的发射频率和时间点；

在所述延长后的预设时段接收的干扰信号数量小于所述第一预设阈值的情况下，确定所述超声波设备所在的空间内没有干扰信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波之后，还包括：

根据所述超声波设备的检测时间，对所述发射器的发射频率和时间点进行定时校准；和/或，

根据所述超声波设备接收超声波信号的数量，对所述发射器的发射频率和时间点进行异常校准。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述超声波设备的检测时间，对所述发射器的发射频率和时间点进行定时校准，包括：

在所述超声波设备的检测时间到达预设的定时校准周期的情况下，重新确定所述发射器的发射频率和时间点。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述超声波设备接收超声波信号的数量，对所述发射器的发射频率和时间点进行异常校准，包括：

记录进行检测时的第一个固定时间窗口内，接收的初始超声波数量；

分别计算后续每一个所述固定时间窗口内接收的超声波数量与所述初始超声波数量的差值；

在所述差值大于或等于第二预设阈值的情况下，重新确定所述发射器的发射频率和时间点。

8.一种超声波设备的控制装置，其特征在于，包括：

监听模块，用于在检测到超声波设备上电的情况下，控制所述超声波设备在预设时段内开启接收器且关闭发射器；

校准模块，用于根据所述接收器在所述预设时段内接收到的干扰信号，确定发射器的发射频率和时间点；

控制模块，用于控制所述发射器基于所述发射频率和时间点发射超声波。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至7任一项所述的超声波设备的控制方法。

10.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被处理器执行以实现如权利要求1至7任一项所述的一种超声波设备的控制方法。