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