專(zhuān)利名稱(chēng)：距離測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于通過(guò)使用超聲波來(lái)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間距離的距離 測(cè)量系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
作為用于測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間距離的系統(tǒng)，日本專(zhuān)利未決公開(kāi)申請(qǐng)第 2006-64504號(hào)(下面稱(chēng)之為"專(zhuān)利文獻(xiàn)1")講述了一種超聲距離測(cè)量 設(shè)備，用于根據(jù)從發(fā)射器同步發(fā)射的紅外射線和超聲波在接收器端的 到達(dá)時(shí)間之差來(lái)測(cè)量發(fā)射器和接收器之間的距離。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1中講述的超聲距離測(cè)量設(shè)備根據(jù)以聲速傳播的超聲波 從發(fā)射器發(fā)射到接收器所需的時(shí)間來(lái)計(jì)算距離，并假定紅外射線基本 上同時(shí)被發(fā)射和接收。接收器使用半波整流電路對(duì)超聲波接收信號(hào)進(jìn) 行整流，其輸出電壓通過(guò)電容器進(jìn)行平滑。然后當(dāng)電容器的輸出電壓 超出事先設(shè)置的閾值時(shí)，接收器判斷接收到超聲波。接收器將從紅外 射線接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間到電容器的輸出電壓超出閾值電壓的時(shí) 間的時(shí)間段，判斷為超聲波從發(fā)射器發(fā)射到接收器所需的時(shí)間。
不過(guò)，如果在可測(cè)量區(qū)域(其中該系統(tǒng)可以測(cè)量發(fā)射器和接收器 之間距離的區(qū)域)之外存在障礙物的話，并且如圖1所述，除了直接 從發(fā)射器到達(dá)接收器的超聲波(下面稱(chēng)之為"直接波")之外，還有 來(lái)自發(fā)射器的另一超聲波在被障礙物反射后到達(dá)接收器(下面稱(chēng)之為
"反射波")，則如上所述的現(xiàn)有距離測(cè)量系統(tǒng)將錯(cuò)誤地判斷了發(fā)射 器和接收器之間的距離。
例如，當(dāng)在每一個(gè)預(yù)定的時(shí)間測(cè)量發(fā)射器和接收器之間的距離以 檢測(cè)發(fā)射器(或接收器)的移動(dòng)時(shí)，發(fā)射器以固定的周期T重復(fù)地發(fā) 射紅外射線和超聲波。在這種情況下，如果在下一個(gè)周期的紅外射線 接收信號(hào)和所接收的直接波信號(hào)之間檢測(cè)到以一定周期T從發(fā)射器發(fā) 射的超聲波的反射波，并且如果所接收的反射波信號(hào)超出閾值電壓， 如圖2所示，則接收器根據(jù)反射波的到達(dá)時(shí)間tb，而不是根據(jù)直接波
的到達(dá)時(shí)間ta來(lái)計(jì)算距離。這就導(dǎo)致存在在發(fā)射器和接收器之間的距
離測(cè)量精度下降的問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容
因此，本實(shí)用新型的目標(biāo)是提出一種距離測(cè)量系統(tǒng)和方法，能夠 防止在發(fā)射器和接收器之間距離的測(cè)量精度的下降。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在本實(shí)用新型中，事先為接收器提供表，該 表示出了當(dāng)超聲波被直接接收時(shí)，到達(dá)時(shí)間和對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間的所 需接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度之間的關(guān)系，其中該到達(dá)時(shí)間表示從接收紅 外線的檢測(cè)到接收超聲波的檢測(cè)的時(shí)段。發(fā)射器同時(shí)發(fā)射紅外線和超 聲波。當(dāng)接收到紅外線和超聲波時(shí)，接收器將所接收超聲波信號(hào)的強(qiáng) 度與對(duì)應(yīng)于從表中所檢索到的到達(dá)時(shí)間的所需的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比 較，并且當(dāng)所接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度高于與從表中檢索到的到達(dá)時(shí)間 相對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，該接收器根據(jù)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到發(fā)射 器的距離。
另一方面，與上面類(lèi)似，事先為接收器提供表，該表示出了當(dāng)超 聲波被直接接收時(shí)，到達(dá)時(shí)間和對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間的所需接收超聲波 信號(hào)的強(qiáng)度之間的關(guān)系，其中該到達(dá)時(shí)間表示從接收紅外線的檢測(cè)到 接收超聲波的檢測(cè)的時(shí)段。發(fā)射器同時(shí)發(fā)射紅外線和超聲波。當(dāng)接收到紅外線和超聲波時(shí)，接收器根據(jù)如下時(shí)段來(lái)測(cè)量超聲波的到達(dá)時(shí)間， 所述時(shí)段是從接收紅外線的檢測(cè)到超聲波接收信號(hào)超出閾值的檢測(cè)的 時(shí)段，其中所述閾值用于判斷是否接收到了超聲波，并將閾值更新為 與從表中所檢索的到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度的值，并且根 據(jù)所計(jì)算的到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到發(fā)射器的距離。 在如上所述的距離測(cè)量系統(tǒng)中，接收器將接收的超聲波強(qiáng)度與對(duì) 應(yīng)于從表中所檢索的到達(dá)時(shí)間的所需的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，并且 當(dāng)所接收超聲波的接收信號(hào)強(qiáng)度低于所需值時(shí)，盡管到達(dá)時(shí)間較短， 判斷所接收超聲波是由障礙物所反射的反射波。 另外，由于在判斷是否接收到超聲波時(shí)所使用的閾值被更新為對(duì) 應(yīng)于通過(guò)參考該表所檢索的到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度的值，因此 所更新的閾值不被反射波所超出，該反射波的接收信號(hào)強(qiáng)度低于到達(dá) 時(shí)間的所需值。因此，將不會(huì)從這種反射波中生成接收信號(hào)。 因此，該距離測(cè)量系統(tǒng)可以防止由于反射波而錯(cuò)誤地計(jì)算距離， 并且因此防止發(fā)射器和接收器之間距離的測(cè)量準(zhǔn)確度的下降。 下面參考示出了本實(shí)用新型的例子的附圖進(jìn)行講述，將使本實(shí)用 新型的上述和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)勢(shì)更加明顯。

圖1為結(jié)構(gòu)圖，示出了其中現(xiàn)有距離測(cè)量系統(tǒng)錯(cuò)誤地測(cè)量發(fā)射器 和接收器之間距離的例子； 圖2為波形圖，示出了距離是如何通過(guò)圖1所示的接收器被錯(cuò)誤 地計(jì)算的； 圖3為框圖，示出了根據(jù)本實(shí)用新型的距離測(cè)量系統(tǒng)的第一示例 性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)； 圖4為波形圖，示出了圖3所示的時(shí)間測(cè)量單元、正向峰值檢測(cè)
器和負(fù)向峰值檢測(cè)器的示例性操作；
圖5為結(jié)構(gòu)圖，示出了存儲(chǔ)在圖3所示的峰值參考單元中的示例
性正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表；
圖6為曲線，示出了超聲波到達(dá)時(shí)間和由圖5所示正向峰值參考 表與負(fù)向峰值參考表所生成的所需接收信號(hào)強(qiáng)度(峰值)之間的關(guān)系；
圖7為流程圖，示出了在第一示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中所 包括的接收器的處理程序；
圖8為框圖，示出了根據(jù)本實(shí)用新型的距離測(cè)量系統(tǒng)的第二示例 性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；以及
圖9為流程圖，示出了在第二示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中所 包括的接收器的處理程序。
具體實(shí)施方式
(第一實(shí)施例)
本實(shí)用新型的距離測(cè)量系統(tǒng)與現(xiàn)有的距離測(cè)量系統(tǒng)相似的地方在 于，紅外線和超聲波同時(shí)從發(fā)射器發(fā)射一段固定的時(shí)間，并且發(fā)射器 和接收器之間的距離是根據(jù)紅外線到達(dá)接收器的時(shí)間和超聲波到達(dá)接 收器的時(shí)間之差來(lái)測(cè)量的。
一般地，在距離測(cè)量中所使用的超聲波的頻率為幾十kHz，并且 在接收器處接收的超聲波的強(qiáng)度隨著超聲波的傳播距離，也就是從接 收器接收到紅外線的時(shí)間到接收器接收到超聲波的時(shí)間而衰減。因此， 當(dāng)所接收的超聲波的強(qiáng)度小于所需值時(shí)，盡管到達(dá)時(shí)間短，也可以認(rèn) 為所接收的超聲波是來(lái)自障礙物的反射波。
在第一示例性實(shí)施例中，接收器事先具有一個(gè)表，示出了當(dāng)直接 接收到超聲波時(shí)的超聲波到達(dá)時(shí)間和與其對(duì)應(yīng)的所需的接收信號(hào)強(qiáng)度 (期望的最小接收信號(hào)強(qiáng)度)，并且將所接收的超聲波的強(qiáng)度與對(duì)應(yīng) 于從表中檢索到的到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較。然后，當(dāng) 所接收的超聲波信號(hào)的強(qiáng)度高于所需的接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，接收器判斷
超聲波是直接波，并且根據(jù)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算距離，其中所需的接收信 號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于從表中檢索到的到達(dá)時(shí)間。
圖3為框圖，示出了根據(jù)本實(shí)用新型的距離測(cè)量系統(tǒng)的第一示例 性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，并且圖4為波形圖，示出了圖3所示的時(shí)間測(cè)量單 元、正向峰值檢測(cè)器和負(fù)向峰值檢測(cè)器的示例性操作。
如圖3所示，在第一示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中，發(fā)射器1
包括超聲發(fā)射器ll和紅外發(fā)射器12，而接收器2包括超聲接收器21、 紅外接收器22、 A/D轉(zhuǎn)換器23、閾值設(shè)置單元24、正向峰值檢測(cè)器 25、負(fù)向峰值檢測(cè)器26、時(shí)間測(cè)量單元27、峰值參考單元28、接收確 認(rèn)單元29和處理器30。
超聲發(fā)射器11包括超聲發(fā)射元件，并且紅外發(fā)射器12包括紅外 發(fā)射元件。如上所述，該示例性實(shí)施例的發(fā)射器1在一段固定時(shí)間內(nèi) 從超聲發(fā)射器11和紅外發(fā)射器12分別同時(shí)發(fā)射超聲波和紅外線。
超聲接收器21包括超聲接收元件，該超聲接收器接收從超聲發(fā)射 器11發(fā)射的超聲波，并生成與所接收的超聲強(qiáng)度成比例的正弦接收信 號(hào)，如圖4所示。紅外接收器22包括紅外接收元件，接收從紅外發(fā)射 器12發(fā)射的紅外線，并且生成脈沖接收信號(hào)，如圖4所示。
A/D轉(zhuǎn)換器23將從超聲接收器21提供的超聲接收信號(hào)(模擬信 號(hào))轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。
閾值設(shè)置單元24生成閾值th，用于判斷是否接收到超聲波，并且， 當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器23生成的超聲接收信號(hào)(數(shù)字信號(hào))超過(guò)閾值th時(shí)， 分別將該閾值設(shè)置單元24的輸出信號(hào)提供給正向峰值檢測(cè)器25、負(fù)向 峰值檢測(cè)器26和時(shí)間測(cè)量單元27。 時(shí)間測(cè)量單元27測(cè)量時(shí)間(到達(dá)時(shí)間)tl，該時(shí)間為從紅外接收 信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間到超出閾值th的超聲接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間，如圖4所示。
正向峰值檢測(cè)器25在緊接著到達(dá)時(shí)間tl之后的第一周期內(nèi)檢測(cè) 超聲波接收信號(hào)的正向峰值A(chǔ)tl (第一峰值)，如圖4所示。負(fù)向峰值 檢測(cè)器26在緊接著到達(dá)時(shí)間tl之后的第一周期內(nèi)接著檢測(cè)超聲波接收 信號(hào)的負(fù)向峰值Btl (第二峰值)。正向峰值檢測(cè)器25和負(fù)向峰值檢 測(cè)器26可以例如使用已知的采樣/保持電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。峰值參考單元28是存儲(chǔ)了正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表的 存儲(chǔ)設(shè)備，其中前者示出了當(dāng)超聲波在正域中被直接接收時(shí)超聲波的 到達(dá)時(shí)間和與其對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系，并且后者示出 了當(dāng)超聲波在負(fù)域中被直接接收時(shí)超聲波的到達(dá)時(shí)間和與其對(duì)應(yīng)的所 需接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系。圖5為結(jié)構(gòu)圖，示出了存儲(chǔ)在峰值參考單元28中的示例性正向峰 值參考表和負(fù)向峰值參考表。圖6為曲線圖，示出了超聲波到達(dá)時(shí)間 和由圖5所示正向峰值參考表與負(fù)向峰值參考表所生成的所需接收信 號(hào)強(qiáng)度(峰值)之間的關(guān)系。需要指出的是，由于圖5示意性地示出 了直接波的到達(dá)時(shí)間與其相對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系，因 此在敘述中省去了到達(dá)時(shí)間t、 Ath(t)和Bth(t)的單位?？紤]到包括在超聲發(fā)射器11中的超聲發(fā)射元件的輸出強(qiáng)度，包括 在超聲接收器21中的超聲接收元件的接收靈敏度等，針對(duì)可能的到達(dá) 時(shí)間t，為期望的直接波分別計(jì)算了最小接收信號(hào)強(qiáng)度(第一周期中的 正向峰值和負(fù)向峰值)。正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表關(guān)聯(lián)地存 儲(chǔ)到達(dá)時(shí)間t和對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間t的正向所需接收信號(hào)強(qiáng)度Ath(t)和負(fù) 向所需接收信號(hào)強(qiáng)度Bth(t)。
接收確認(rèn)單元29參考存儲(chǔ)在峰值參考單元28中的正向峰值參考 表和負(fù)向峰值參考表，在正向峰值檢測(cè)器25所檢測(cè)的峰值A(chǔ)tl大于與 時(shí)間測(cè)量單元27所測(cè)量的到達(dá)時(shí)間tl相對(duì)應(yīng)的表值A(chǔ)th(tl)[第一所需 接收信號(hào)強(qiáng)度]時(shí)，確定直接波的存在，并且在負(fù)向峰值檢測(cè)器26所檢 測(cè)的峰值Btl大于與時(shí)間測(cè)量單元27所測(cè)量的到達(dá)時(shí)間tl相對(duì)應(yīng)的表 值Bth(tl)[第二所需接收信號(hào)強(qiáng)度]時(shí)，確定直接波的存在。另一方面， 當(dāng)峰值A(chǔ)tl小于表值A(chǔ)th(tl)[第一所需接收信號(hào)強(qiáng)度]或當(dāng)峰值Btl小于 表值Bth(tl)[第二所需接收信號(hào)強(qiáng)度]時(shí)，接收確認(rèn)單元29確認(rèn)反射波 的存在。
當(dāng)接收確認(rèn)單元29判斷直接波的存在時(shí)，處理器30使用由時(shí)間 測(cè)量單元27所測(cè)量的相應(yīng)到達(dá)時(shí)間tl的值來(lái)計(jì)算發(fā)射器1和接收器2 之間的距離。例如，可以通過(guò)^cxtl來(lái)計(jì)算距離s，其中c表示聲速(大 約為340m/s)。圖中未示出的一種處理設(shè)備將所計(jì)算的距離s作為例 如處理參數(shù)來(lái)使用。另外，所計(jì)算的距離s可以顯示在圖中未示出的顯 示設(shè)備上。這樣，使用反射波，可以防止處理器30錯(cuò)誤地計(jì)算發(fā)射器 1和接收器2之間的距離。
盡管圖3示出的接收器2包括彼此獨(dú)立的閾值設(shè)置單元24、時(shí)間 測(cè)量單元27、接收確認(rèn)單元29和處理器30，但是這些組件的功能可 以通過(guò)包括有各種邏輯電路的組合的LSI,或者根據(jù)程序執(zhí)行處理的 CPU或DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)。
發(fā)射器l包括控制器，圖中未示出，它具有CPU或DSP，用于根 據(jù)程序來(lái)執(zhí)行處理，或者LSI，其包括有各種邏輯電路的組合，并且在 控制器的控制下同時(shí)從超聲發(fā)射器11和紅外發(fā)射器12發(fā)射超聲波和 紅外線。
圖7為流程圖，示出了在第一示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中所 包括的接收器的處理程序。
如圖7所示，在第一示例性實(shí)施例的接收器2中，紅外接收器22 首先接收從紅外發(fā)射器12發(fā)射出的紅外線，并且生成脈沖接收信號(hào)， 如圖4所示。超聲接收器21依次接收從超聲發(fā)射器11發(fā)射出的超聲 波，并且生成與接收信號(hào)強(qiáng)度成比例的正弦接收信號(hào)，如圖4所示[步 驟Sl]。
接下來(lái)，在接收器2中，A/D轉(zhuǎn)換器23將由超聲接收器21提供 的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式，并且閾值設(shè)置單元24傳遞超出閾值th的 A/D轉(zhuǎn)換后的接收信號(hào)[步驟S2]。
接著，在接收器2中，時(shí)間測(cè)量單元27測(cè)量時(shí)間(到達(dá)時(shí)間)tl， 該時(shí)間為從紅外線接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間到超出閾值th的超聲波接 收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間。另外，正向峰值檢測(cè)器25在緊接著到達(dá)時(shí)間 tl之后的第一周期內(nèi)檢測(cè)正向峰值A(chǔ)tl，而負(fù)向峰值檢測(cè)器26在緊接 著到達(dá)時(shí)間tl之后的第一周期內(nèi)檢測(cè)負(fù)向峰值Btl[步驟S3]。
接著，在接收器2中，接收確認(rèn)單元29參考存儲(chǔ)在峰值參考單元 28中的正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表，以分別檢索與時(shí)間測(cè)量單 元27測(cè)量的到達(dá)時(shí)間tl相對(duì)應(yīng)的表值A(chǔ)th(tl)和Bth(tl)[步驟S4]。然 后，接收確認(rèn)單元29確認(rèn)接收信號(hào)的峰值A(chǔ)tl、 Btl是否大于表值 Ath(tl)、Bth(tl)[步驟S5]，并且當(dāng)峰值A(chǔ)tl、Btl等于或小于表值A(chǔ)th(tl)、 Bth(tl)時(shí)，判斷相應(yīng)的接收信號(hào)表示反射波。流程返回到步驟S2，以 重復(fù)步驟S2 S5的處理。
另一方面，當(dāng)峰值A(chǔ)tl、 Btl大于表值A(chǔ)th(tl)、 Bth(tl)時(shí)，接收確
認(rèn)單元29判斷相應(yīng)的接收信號(hào)表示直接波，并且將到達(dá)時(shí)間tl的值傳 給處理器30。處理器30根據(jù)到達(dá)時(shí)間tl來(lái)計(jì)算距離s[步驟S6],并且 將所計(jì)算的距離s提供給外部顯示設(shè)備和處理設(shè)備等。
根據(jù)前述示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)，接收器2事先具有表， 其示出了當(dāng)接收到超聲波時(shí)，超聲波的到達(dá)時(shí)間和與其對(duì)應(yīng)的直接波 的所需接收信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系，并且僅當(dāng)所接收的超聲波信號(hào)強(qiáng)度 大于所需接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，其中該所需接收信號(hào)強(qiáng)度與從表中所檢索 到的到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)，才根據(jù)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算距離，從而防止處理器 30利用反射波計(jì)算距離，其中該反射波表現(xiàn)出接收信號(hào)強(qiáng)度低于到 達(dá)時(shí)間的所需值。因此，距離測(cè)量系統(tǒng)防止了發(fā)射器1和接收器2之 間距離的測(cè)量精確度的下降。
(第二示例性實(shí)施例) 在第二示例性實(shí)施例中，與第一示例性實(shí)施例相類(lèi)似，接收器事 先具有一個(gè)表，示出了當(dāng)直接接收到超聲波時(shí)，超聲波的到達(dá)時(shí)間和 對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度(期望的最小接收信號(hào)強(qiáng)度)之 間的關(guān)系。然后，將用于判斷是否接收到超聲波的閾值更新為所需接 收信號(hào)強(qiáng)度的值，該值對(duì)應(yīng)于從表中檢索的到達(dá)時(shí)間，由于反射波接 收信號(hào)表現(xiàn)出低于到達(dá)時(shí)間的所需值的接收信號(hào)強(qiáng)度，并且因此不會(huì) 超出閾值，因此在距離測(cè)量中將不會(huì)使用反射波。
圖8為框圖，示出了根據(jù)本實(shí)用新型的距離測(cè)量系統(tǒng)的第二示例 性實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，第二示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)在接收器3中包括
超聲接收器31、紅外接收器32、 A/D轉(zhuǎn)換器33、閾值設(shè)置單元34、 時(shí)間測(cè)量單元37、峰值參考單元38和處理器40。
在第二示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中，根據(jù)由時(shí)間測(cè)量單元37 所測(cè)量的到達(dá)時(shí)間tl的值，接收器3的閾值設(shè)置單元34對(duì)用于判斷是 否接收到超聲波的閾值th進(jìn)行更新。與第一示例性實(shí)施例一樣，峰值 參考單元38存儲(chǔ)了正向峰值參考表，它示出了當(dāng)在正域中直接接收到 超聲波時(shí)超聲波的到達(dá)時(shí)間和與該到達(dá)時(shí)間對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度
之間的關(guān)系(參見(jiàn)圖5)。
閾值設(shè)置單元34將閾值th初始地設(shè)置為期望的直接波的所需接 收信號(hào)強(qiáng)度的值，對(duì)應(yīng)于可測(cè)量區(qū)域內(nèi)部的最遠(yuǎn)位置(最長(zhǎng)到達(dá)時(shí)間)。 然后，隨著時(shí)間測(cè)量單元37傳遞到達(dá)時(shí)間tl，閾值設(shè)置單元34參考 存儲(chǔ)在峰值參考單元38中的正向峰值參考表，以檢索出對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí) 間tl的表值A(chǔ)th(tl)，并且將閾值th更新為所檢索的表值A(chǔ)th(tl)。在 這種情況下，超出所更新閾值th (Ath(tl))的超聲波接收信號(hào)在下一個(gè) 周期中被單獨(dú)從閾值設(shè)置單元34傳遞過(guò)來(lái)。
正像在第一示例性實(shí)施例中的那樣，時(shí)間測(cè)量單元37測(cè)量時(shí)間 (到達(dá)時(shí)間)tl，該時(shí)間為從紅外線接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間到超出閾 值th的超聲波接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間測(cè)量單元37提供到達(dá) 時(shí)間tl時(shí)，處理器40根據(jù)該到達(dá)時(shí)間tl來(lái)計(jì)算發(fā)射器和接收器3之 間的距離s，并且將所計(jì)算的距離s提供給外部顯示設(shè)備和處理設(shè)備等。
其他組件，也就是超聲接收器31、紅外接收器32和A/D轉(zhuǎn)換器 33與第一示例性實(shí)施例中所示的超聲接收器21、紅外接收器22和A/D 轉(zhuǎn)換器23的結(jié)構(gòu)分別類(lèi)似，因此省略了對(duì)它們的講述。另外，由于發(fā) 射器在結(jié)構(gòu)上與第一示例性實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，因此省略了對(duì)它的 講述。
圖9為流程圖，示出了在第二示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)中所 包括的接收器的處理程序。
如圖9所示，在第二示例性實(shí)施例的接收器3中，紅外接收器32 首先接收從紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外線，并且生成脈沖接收信號(hào)。超聲 接收器31依次接收從超聲發(fā)射器發(fā)射出的超聲波，并且生成與所接收 超聲波的信號(hào)強(qiáng)度成比例的正弦接收信號(hào)[步驟Sll]。
接下來(lái)，在接收器3中，A/D轉(zhuǎn)換器33對(duì)來(lái)自超聲接收器32的 超聲波接收信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并且閾值設(shè)置單元34將超出閾值th 的A/D轉(zhuǎn)換后的接收信號(hào)提供給時(shí)間測(cè)量單元37 [步驟S12]。時(shí)間測(cè) 量單元37測(cè)量時(shí)間(到達(dá)時(shí)間)tl，該時(shí)間為從紅外接收信號(hào)被檢測(cè) 到的時(shí)間到超出閾值th的超聲波接收信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)間[步驟S13]。
接下來(lái)，在接收器3中，閾值設(shè)置單元34參考存儲(chǔ)在峰值參考單 元38中的正向峰值參考表，以檢索出對(duì)應(yīng)于時(shí)間測(cè)量單元37測(cè)量的 到達(dá)時(shí)間tl的表值A(chǔ)th(tl)，并且將閾值th的值更新為表值A(chǔ)th(tl)[步 驟S14]。然后，流程回到步驟S12，以重復(fù)步驟S12 S14的處理。
隨著閾值設(shè)置單元34提供超出閾值th的超聲波接收信號(hào)，時(shí)間 測(cè)量單元37測(cè)量到達(dá)時(shí)間tl，并且僅當(dāng)時(shí)間測(cè)量單元37提供到達(dá)時(shí) 間tl時(shí)，處理器40才根據(jù)到達(dá)時(shí)間tl來(lái)計(jì)算發(fā)射器和接收器3之間 的距離s[步驟S15]。
盡管前面講述中已經(jīng)給出了其中閾值設(shè)置單元34參考存儲(chǔ)在峰 值參考單元38中的正向峰值參考表來(lái)更新閾值th的例子，但是閾值設(shè) 置單元34還可以參考負(fù)向峰值參考表來(lái)更新閾值th，或者可以同時(shí)參 考正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考來(lái)更新閨值th。為了參考負(fù)向峰值 參考表來(lái)更新閾值th，閾值設(shè)置單元34可以將對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間tl的表 值Bth(tl)設(shè)置為用于負(fù)域中的超聲波接收信號(hào)的閾值th。另一方面， 為了參考正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表來(lái)更新閾值th，閾值設(shè)置 單元34可以將對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間tl的表值A(chǔ)th(tl)設(shè)置為用于正域中的 超聲波接收信號(hào)的閾值th，并且將對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間tl的表值Bth(tl)設(shè) 置為用于負(fù)域中的超聲波接收信號(hào)的閾值th。
根據(jù)第二示例性實(shí)施例的距離測(cè)量系統(tǒng)，由于用于判斷是否接收 到超聲波的閾值被更新為對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng) 度，因此防止了閾值設(shè)置單元24向時(shí)間測(cè)量單元37提供反射波接收信號(hào)，該反射波接收信號(hào)具有的接收信號(hào)強(qiáng)度低于到達(dá)時(shí)間所需值。 因此，正向第一示例性實(shí)施例中的那樣，距離測(cè)量系統(tǒng)可以防止利用 反射波而錯(cuò)誤地計(jì)算距離，并且防止發(fā)射器和接收器3之間距離的測(cè) 量準(zhǔn)確度的下降。
盡管已經(jīng)使用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)講述了本實(shí)用新型的優(yōu)選示例性實(shí)施例， 但是這種講述僅用于解釋性目的，并且可以理解，只要不偏離本實(shí)用 新型的精神或保護(hù)范圍，可以對(duì)其進(jìn)行更改和修訂。
權(quán)利要求1.一種距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括發(fā)射器，同時(shí)發(fā)射紅外線和超聲波；以及接收器，包括表，該表示出了當(dāng)直接接收該超聲波時(shí)的到達(dá)時(shí)間和對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間所需的接收超聲波的信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系，其中該到達(dá)時(shí)間表示從所接收的紅外線的檢測(cè)到所接收的超聲波的檢測(cè)的時(shí)間段，該接收器將所接收的超聲波的信號(hào)強(qiáng)度與所需的接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，該所需接收的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于從表中所檢索到的到達(dá)時(shí)間，并且當(dāng)所接收的超聲波信號(hào)的強(qiáng)度高于與從該表中所檢索到的到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的所需的接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，該接收器根據(jù)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到所述發(fā)射器的距離，其中所述接收器包括紅外接收器，用于接收從所述發(fā)射器發(fā)射的紅外線；超聲接收器，用于接收從所述發(fā)射器發(fā)射的超聲波；正向峰值檢測(cè)器，用于檢測(cè)第一峰值，該第一峰值表示由所述超聲接收器生成的超聲波接收信號(hào)的正向峰值；負(fù)向峰值檢測(cè)器，用于檢測(cè)第二峰值，該第二峰值表示由所述超聲接收器生成的超聲波接收信號(hào)的負(fù)向峰值；峰值參考單元，用于存儲(chǔ)正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表，其中正向峰值參考表示出了當(dāng)超聲波被直接接收時(shí)，對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間的第一所需接收信號(hào)強(qiáng)度、表示正向所需接收信號(hào)強(qiáng)度的所述第一所需接收信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系，并且負(fù)向峰值參考表示出了當(dāng)超聲波被直接接收時(shí)，對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間的第二所需接收信號(hào)強(qiáng)度、表示負(fù)向所需接收信號(hào)強(qiáng)度的所述第二所需接收信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系；時(shí)間測(cè)量單元，用于測(cè)量到達(dá)時(shí)間；接收確認(rèn)單元，用于參考正向峰值參考表和負(fù)向峰值參考表，以檢索與由所述時(shí)間測(cè)量單元測(cè)量的到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的第一所需接收信號(hào)強(qiáng)度和第二所需接收信號(hào)強(qiáng)度，并且在當(dāng)?shù)谝环逯荡笥诘谝凰杞邮招盘?hào)強(qiáng)度并且當(dāng)?shù)诙逯荡笥诘诙杞邮招盘?hào)強(qiáng)度時(shí)，用于判斷所接收超聲波是直接波；以及處理器，當(dāng)所述接收確認(rèn)單元判斷所接收的超聲波是直接波時(shí)，用于根據(jù)相應(yīng)的到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到所述發(fā)射器的距離。
2. —種距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括 發(fā)射器，同時(shí)發(fā)射紅外線和超聲波；以及接收器，包括表，該表示出了當(dāng)超聲波被直接接收時(shí)，到達(dá)時(shí)間 和對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間的所需接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度之間的關(guān)系，其中 該到達(dá)時(shí)間表示從所接收的紅外線的檢測(cè)到所接收的超聲波的檢測(cè)的 時(shí)段，該接收器將用于判斷是否接收到超聲波的閾值更新為與從表中 檢索的到達(dá)時(shí)間相對(duì)應(yīng)的所需的接收信號(hào)強(qiáng)度的值，該接收器根據(jù)從 所接收的紅外線的檢測(cè)到超出該閾值的超聲波接收信號(hào)的檢測(cè)的時(shí)間 段來(lái)測(cè)量到達(dá)時(shí)間，并且該接收器根據(jù)所獲得的到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到所 述發(fā)射器的距離，其中所述接收器包括紅外接收器，用于接收從所述發(fā)射器發(fā)射的紅外線；超聲接收器，用于接收從所述發(fā)射器發(fā)射的超聲波；峰值參考單元，用于存儲(chǔ)至少一個(gè)表，該表表明當(dāng)超聲波被直接 接收時(shí)對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間的正向的所需接收信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系，或者存儲(chǔ) 一個(gè)表，該表表明當(dāng)超聲波被直接接收時(shí)對(duì)應(yīng)于到達(dá)時(shí)間的負(fù)向的所 需接收信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系；時(shí)間測(cè)量單元，用于測(cè)量從所接收的紅外線的檢測(cè)到超出該閾值 的超聲波接收信號(hào)的檢測(cè)的時(shí)間段作為到達(dá)時(shí)間；閾值設(shè)置單元，用于將該閾值初始地設(shè)置為與可測(cè)量區(qū)域內(nèi)的最 遠(yuǎn)位置相對(duì)應(yīng)的所需接收信號(hào)強(qiáng)度，并且響應(yīng)于所述時(shí)間測(cè)量單元所 提供的到達(dá)時(shí)間，檢索出對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度，其 中該時(shí)間測(cè)量單元用于參考存儲(chǔ)在所述峰值參考單元中的表，將該閾 值更新為所檢索的所需接收信號(hào)強(qiáng)度的值，并且用于傳遞超出閾值的 超聲波接收信號(hào)；以及處理器，用于通過(guò)使用所述時(shí)間測(cè)量單元所測(cè)量的到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì) 算到所述發(fā)射器的距離。
專(zhuān)利摘要一種距離測(cè)量系統(tǒng)，包括發(fā)射器，同時(shí)發(fā)射紅外線和超聲波；以及接收器，包括表，其示出了當(dāng)直接接收超聲波時(shí)的到達(dá)時(shí)間和對(duì)應(yīng)于該到達(dá)時(shí)間的所需的接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度之間的關(guān)系，其中該到達(dá)時(shí)間表示從所接收紅外線的檢測(cè)到所接收超聲波的檢測(cè)的時(shí)間段，將所接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)于從表中所檢索到的到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行比較，并且當(dāng)所接收超聲波信號(hào)的強(qiáng)度高于對(duì)應(yīng)于從表中所檢索到的到達(dá)時(shí)間的所需接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算到所述發(fā)射器的距離。
文檔編號(hào)G01S11/00GK201177664SQ20072015567
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2007年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者大浦啟二, 小林博之, 鈴木健二 申請(qǐng)人:Nec顯示器解決方案株式會(huì)社