TWI310008B - - Google Patents
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1310008 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種倒車雷達系統,尤其是關於一種 震之倒車雷達系統。 _ 【先前技術】
請參考第四、五圖,既有之倒車雷達通常於一壓電 陶竞片的兩端施加-交變頻率的電壓(通常為―超音波 頻段的頻率,>4QkHz),使該壓電陶£片隨之改變震 盪頻率與震盪方向,並發出一輸出超音波訊號。該輪出 超音波訊號離開該壓電陶瓷片後,沿一定方向於空氣中 傳播’在傳播的過程如遇到障礙物,部分超音波訊號會 被反射回到該壓電陶竟片,形成-反射超音波訊號(R S)。該反射超音波訊號(RS)會推動該壓電陶究片 並使之產生震盈運動’進而使該遂電陶竟片兩端輸出一 微弱的回波電壓訊號;倒車雷達之控制電路則依據此回 波電麼訊號’判斷沿著該輪出超音波之傳輸方向是否具 有障礙物’並依據該輸出超音波訊號與反射超音波訊號 (R S )之間的時間差’計算障礙物的距離。 目別為了避免该輸出超音波訊號與該反射超音波 。孔谠之'淆,既有之倒車雷達將工作時段分成三個區 間刀別為發运區間、等待區間以及接收區間。在該發 PAGE 5 1310008 ?區間内’倒車雷達僅發出該輸出超音波訊號;該等待 區間内’倒車雷達不發出訊號也不接收訊號;而該接收 品j内。倒車田達則僅接收該反射超音波訊號。而設置 寺寺品門的主要目的,係避免倒車雷達之壓電陶瓷片 於發出該輪出超音波訊號後仍因為慣性運動而繼續震 盪’造成該壓電陶瓷片誤讀為反射超音波訊號。
二進步說明之,請參考第四圖,該倒車雷達停止 輪入交變頻率的電壓後,即B點之後停止輸人交電頻率 _,該麼電陶究片並不會立刻靜止,而會產生短暫 、震盪稱之為「餘震」,即B點到c點區間之震盪。 月多考第五圖’由於該壓電陶瓷片的餘震區間(t 2) 的強度"2區間的振幅)’遠超過該反射超音波訊號 (RS)的強度(RS的振幅),因此在餘震區間㈠ 2 ),該倒車雷達無法檢測障礙物。另夕卜,若帛四圖橫 軸代表時間且每格代表2ms ’此即表示餘震區f 約持續2.4毫秒,此段時間倒車雷達無法檢測障礙物, 另外,由於超音波在空氣中傳播的速度為34(^,亦即 表不’倒車雷達無法對4〇cm之内的障礙物發出逛報, 此4〇cm的範圍稱為檢測;區 (340(meter/s)>k2· 4(Ins)*(1/2)%4〇(cm))。 此外’雖可透過增強該輸出超音波的傳輸 得更遠的偵測距離,但是,增強輪 又 輪出超音波的傳輪能量, PAGE 6 1310008 即會使餘震的時間增長,導致倒車雷達的檢測盲區變 長。但是,若為了減緩餘震現象,則必須降低輸出超音 波的傳輸能量,但卻犧牲有效的偵測距離。一般而+ 既有之檢測盲區小的倒車雷達,其偵測距:僅 約於1.2m左右,而既有之债測距離大於i8m的倒車雷 達’其檢測盲區則…45cm左右;故,餘震現象實 為造成既有之倒車雷達性能不佳的主要原因之一。 因此,如何降低該塵電陶竞片的餘震,對於倒車雷 達性能的提升,實有改進的必要。 田 【發明内容】 瓷片之餘震,造成倒 短的問題,本發明係 為解決上述倒車雷達因壓電陶 車雷達檢測盲區變長或偵測距離變 一種倒車雷達系統,其包含:
至少一收發感測單元,可恭山 _ 了 ^出一低餘震超音波訊號 以及接收一反射超音波訊號; 一超音波發射電路,1於山# & k 具輸出端與輸入端分別與該收 發感測單元以及該處理星开毺杜 0 χ ^ 早7L連接,且該超音波發射電路
可依據該控制訊號以及命邮疮4 U 叹及脈衝矾號使該收發感測單元發 出該低餘震超音波訊號; -超音波接收電路,其輸出端與輸人端分別與該肩 理單元與純發感測單元連接,且該超音波接收電— PAGE 7 1310008 =音波訊號,並將該反射超音波訊號進行轉 換後輸予邊處理單元;以及 一警報單元,並盥該虚 — 4 S ^ - 4 /…、 里早7^輪出端連接,可接受 該處理早7L控制發出一警報訊號; 振巾4ΓΓ衝訊號的起始振幅與該控制訊號之載止 =:使該收發感測單元輸出低餘震超音波訊號; 且該處理早凡可依據該反射 能印哚 0 θ波汛旒,取得一環境狀 二該環境狀態訊號判斷該警報單元是否 各收發感測單元可藉由加入該脈衝訊號以縮 減餘震日⑽而可進行低餘震超音波訊號之輪出。 【實施方式】
/請參考第-圖,係為本發明之降低倒車雷達餘震之 系統的較佳實施例,其包含-收發感測單元(1〇) -超音波發射電路(2〇)、一超音波接收電路(3〇)、 一處理單元(40)、一逛鞀罝斧rqn、 β報早兀(5 〇 )以及一儲存 早元(6 0 )。
、該收發感測單元(10)係作為倒車雷達超音波的 發送與感測’通常是由複數個超音波收發感測器(s E N S 〇 R )構成’每—超音波收發感測器内部均包含一 麼電陶€片(未標示於圖中),該收發感测單元(1〇) PAGE 8 1310008 的輪入端連接該超音波發射電路(2 〇 ) 測單元(10)的輸出端連接該超音波接收電發感 =音,編路(20)的輪入端連接該處理單二); »亥處理早7C ( 4 〇 )的輸入端連接該 4 電路(3 0 ).兮卢^ 9波接收 ,〜处里早兀(4〇)的另— 該警報單元(5Q),而該處理單元(4〇)]2連接 存單元(…雙向連接。 )再與該儲 其中’該超音波接收電路(3 0 )另包含— 測電路(32)以及一類比,數位轉換電路(二“ 該回波檢測電路(3 2)的輸入端與該收發感測單元(丄 〇)連接,該回波檢測電路(3 2)的輸出端連接該類 比/數位轉換電路(3 4 ),該類比,數位轉換電路(3 4)的輸出端連接該處理單元(4Q);而該處理單元 (4 0 )係為可產生一控制訊號與一脈衝訊號之 器。 "月參考第二圖,為本實施例之收發感測單元(丄〇 ) 發出的超音波訊號示意圖,其中,該收發感測單元(1 0 )為可發出一低餘震超音波訊號(p 3 )的裝置,而 。亥低餘震超音波訊號(p 3 )係由一輸出超音波訊號(p 1) ^及脈衝讯號(P2)疊加而形成。 首先’透過該處理單元(4 〇 )發送一控制訊號予 。玄超音波發射電路(2 Q ),該控制訊號為—交變電壓 PAGE 9 !310008 訊號,該超音波發射電路(2 0)依據該控制訊號使該 收發感測單元(1〇)產生-輸出超音波訊號(P丄); • 如第二圖所不,該輸出超音波訊號(p 1 )包含一正常 訊號區間(t 1 )及-餘震區間(t 2)兩部分,其中, 該正常訊號區間(t 1 )為該處理單元(4 〇 )實際輸 出該控制訊號的區間,理論上,當該處理單元(4 0) 鲁 停止輸出該控制訊號後,該收發感測單元(丄0 )應即 刻停止繼續發送訊號,也就是該輸出超音波訊號(P工) 應停止於B點,但實際上,該收發感測單元(i )内 部的壓電陶瓷片會因慣性而持續震盪少許時間(即B點 到C點的時間),而這持續震盪的少許時間即為餘震區 1 ( t 2),另外,因為该餘震區間(t 2)的起始振 幅,係基於慣性現象而接續該正常訊號區間(t丄)的 輸出超音波訊號(P丄)之最後振幅,因此,該餘震的 • 起始振幅,必與該正常訊號區間(t 1 )的輸出超音波 °孔號(P 1 )之最後振幅反相。 為了縮短餘震區間(t 2 ),該處理單元(4 〇 ) 於發送該控制訊號後(即B點),即刻發送一脈衝訊號 (P2),而該脈衝訊號(p2)與同一時間的餘震區 間(t 2 )之振幅反相’如此’抑制該餘震區間(七2 ) 輪出超音波訊號(P 1 )之起始振幅,而由於該餘震區 間(ϊ 2 )的起始振幅降低,故可縮減原餘震區間 PAGE 10 1310008 形成一低餘震區間(t2,),其中,該低餘 很丛♦ μ正吊讯唬£間(ί 1 )遂形成該 音波訊號(P”,而該低餘震超音波訊號(p 二=:發感測單元(10)的實際輪出訊號。 乡第—圖,畲該低餘震超音波訊號發
=:;=::礙:會形成對應之-反:超= 感測單 〆赶曰波虎(RS)將回到該收發 ◦),並使該收發感測單元(;[0 )内設 …陶竟片產生震動而形成一回 == 該回波檢測電UV二;類比訊號;接著, 比轉換電路(34):: 後輸予該數位/類 脾贫4 ),該數位/類比轉換電路(34) 位逆類比訊號轉換為-數位訊號,並將該數 位λ號运至該處理單元 依據發送該低餘震超音波訊號(p 4 〇) 屋之間的時間差,計算該回波„上=波電 訊號送至該:;ΐ距離與障礙物的方位形成-環境狀態 (5 0 )笋出:早凡(6 〇 )儲存’並透過該警報單元 〔b ϋ )發出警報予駕駛員。 由於該處理單元 即刻輸出兮m # σ於輪出該控制訊號後, 〇):衝訊號(”)’使該收發感測單元" 抑制原本可能產生的餘震區間(…而成為
PAGE H 1310008 實際產生之低餘震區間Γ Γ1 ( 1 2 ),形成該低餘震超音
波訊號(?3)之私44 . 4+ L n: ,/、中,§亥低餘震超音波訊號(p 3 )具有比該輪出超音座 〜曰及Λ 5虎(P 1 )更短的餘震區間 (2 )而所縮減的部分,則可供倒車雷達偵測反射 超曰波Λ號(R s ),如此,達到降低雷達餘震並提升 倒車雷達性能之目的。 【圖式簡單說明】 第一圖係為本發明較佳實施例系統方塊圖。 第一圖係為本發明較佳實施例輸出超音波訊號示意 圖。 =—圖係為本發明輪出超音波與回波訊號示意圖。 第四圖係4既有之倒4雷達輸出肖音波訊號示意 圖。 • 第五圖係為既有之輸出超音波與回波訊號示意圖。 【主要元件符號說明】 ^ 1 0 )收發感測單元 ^ 2 〇 )超音波發射電路 ^ 3 〇 )超音波接收電路 < 3 2 )回波檢測電路 (3 4 )類比/數位轉換電路 page 12 1310008 (4 0 )處理單元 (5 0 )警報單元 (6 0)儲存單元 (P 1 )輸出超音波訊號 (P 2 )脈衝訊號 (P 3 )低餘震超音波訊號 (t 1 )正常訊號區間 (t 2 )餘震區間 (t 2 ’)低餘震區間 (R S )反射超音波訊號
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Claims (1)
1310008 十、申請專利範圍: 1 .一種低餘震之倒車 一處理單元,可發出— 至少一收發感測單元, 以及接收一反射超音波訊號 雷達系統,其包含: 控制訊號以及一脈衝訊號; 可發出一低餘震超音波訊號 -超音波發射電路,其輸出端與輸入端分別與該收
發感測早兀以及該處理單元連接,且該超音波發射電路 可依據該控制訊號以及該脈衝訊號使該收發感測單元發 出該低餘震超音波訊號; ' -超音波接收電路,其輪出端與輸入端分別與該處 理單元與該收發❹彳單元連接,且該料波接收電路可 接受該反射超音波訊號,並將該反射超音波訊號進行轉 換後輸予該處理單元,·以及 一警報單元,其與該處理單元輸出端連接,可接受 該處理單元控制發出一警報訊號; /、中,5亥脈衝訊號的起始振幅與該控制訊號之截止 振同相,使該收發感測單元輸出低餘震超音波訊號; 且該處理單元可依據該反射超音波訊號,取得一環境狀 Λ號’且將依據該環境狀態訊號判斷該警報單元是否 需發出該警報訊號。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之低餘震之倒車 雷達系”先,該處理單元另—輸出端係與—館存單元連 PAGE Μ 1310008 接,且該儲存單元可儲存該環境狀態訊號。 ♦ 3 .如申請專利範圍第2項所述之低餘震之倒車 田達系、洗,5亥超音波接收電路包含一回波檢測電路以及 -轉換電路,而該回波檢測電路之輸人端與輸出端分別 與4收發感測單元與轉換電路連接,且該轉換電路輸出 端則與該處理單元連接。 4如申凊專利範圍第1至3項中任一項所述之 低餘震之倒車雷達系統,該收發感測單元包含—壓電陶 瓷片。 、5 .如申請專利範圍第1、2及第3項中任-項 所=之低餘震之倒車雷達系統’該處理單元係依據環境 狀心Dfl號斷收發感測單元與造成該反射訊號之障礙 物間的距離以及障礙物方位。 -6/々申吻專利範圍第4項中所述之低餘震之倒 車雷達$’該處理單元係依據環境狀態訊號,判斷收 考5感測早7L與造成續马μ 风Μ反射Sfl唬之障礙物間的距離以及障 礙物方位。 7 種輸出低餘震倒車雷達信號的方法,其包 含: 輸出$以控制-收發感測單元之控制信號,該控 制信號係具連續之正、負振幅相位; 判斷控制信號截止時之振幅相位. PAGE 15
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