一種超聲波測距系統、回波處理方法及裝置與流程
2023-05-30 05:37:09
本發明涉及超聲波測距技術領域，特別是涉及一種超聲波測距系統回波處理方法及裝置。本發明還涉及一種超聲波測距系統。
背景技術：
由於超聲波指向性強，能量消耗慢，在介質中傳播距離較遠，因而超聲波被廣泛應用於距離測量，超聲波測距系統因此產生。超聲波測距系統的測距原理為：超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻開始計時，超聲波在介質中傳播，遇到障礙物時反射回來，在接收器接收到反射回波時停止計時，根據記錄的這一時間和超聲波在介質中的傳播速度，則可計算出發射位置距離障礙物的距離。
在測量距離時，超聲波測距系統朝向物體以扇形範圍發射超聲波，對應物體方向會返回多個回波，根據各回波的測量時間，求取時間平均值作為對物體測量的時間，來計算物體的距離。然而在實際測量中由於環境中存在幹擾因素的影響，返回的多個回波中存在與正常值偏離較大的回波測量值，在這種情況下求取平均值，對測量結果會造成較大誤差。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種超聲波測距系統回波處理方法及裝置，可提高測量準確度。本發明還提供一種超聲波測距系統。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種超聲波測距系統回波處理方法，包括：
接收從物體方向返回的多個回波，將對應各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄歷史各次測量中回波的測量數據；
根據所述回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
可選地，還包括：
將歷史各次測量確定的時間測量值與本次測量確定的時間測量值按值大小進行排序，選取排列在中間預設區段內的值求取平均值，再與已知的聲速計算出距離值作為輸出的距離測量值。
可選地，還包括：將本次測量的時間測量值和所述輸出的距離測量值進行顯示。
可選地，還包括記錄接收到的多個回波的個數以及各回波的強度。
一種超聲波測距系統回波處理裝置，包括：
測量模塊，用於接收從物體方向返回的多個回波，將對應各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄歷史各次測量中回波的測量數據；
第一處理模塊，用於根據所述回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
可選地，還包括：
第二處理模塊，用於將歷史各次測量確定的時間測量值與本次測量確定的時間測量值按值大小進行排序，選取排列在中間預設區段內的值求取平均值，再與已知的聲速計算出距離值作為輸出的距離測量值。
可選地，還包括：
顯示模塊，用於將本次測量的時間測量值和所述輸出的距離測量值進行顯示。
可選地，所述測量模塊還用於記錄接收到的多個回波的個數以及各回波的強度。
可選地，還包括聲波換能器，用於接收返回的超聲波。
一種超聲波測距系統，包括以上所述的超聲波測距系統回波處理裝置。
由上述技術方案可知，本發明所提供的超聲波測距系統回波處理方法及裝置，以及超聲波測距系統，在接收到從物體方向返回的多個回波後，將各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄各次測量中回波的測量數據；根據回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，作為本次測量的時間測量值。
本發明超聲波測距系統回波處理方法及裝置以及超聲波測距系統，通過動態濾波處理，根據歷史測量數據的統計分布選取測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值，可以降低幹擾因素對測量的影響，提高測量準確度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的一種超聲波測距系統回波處理方法的流程圖；
圖2為本發明實施例提供的一種超聲波測距系統回波處理裝置的示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例提供一種超聲波測距系統回波處理方法，包括：
接收從物體方向返回的多個回波，將對應各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄歷史各次測量中回波的測量數據；
根據所述回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
因此，本實施例超聲波測距系統回波處理方法，在接收到從物體方向返回的多個回波後，將各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄各次測量中回波的測量數據；根據回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，作為本次測量的時間測量值。
本實施例超聲波測距系統回波處理方法，根據歷史各次測量數據的統計分布，在本次測量中選取與歷史測量值最相符的回波時間測量值作為本次測量的時間測量值，可以降低幹擾數據的影響，提高測量準確度。
下面對本實施例超聲波測距系統回波處理方法進行詳細說明。
請參考圖1，本實施例超聲波測距系統回波處理方法包括步驟：
S10：接收從物體方向返回的多個回波，將對應各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄歷史各次測量中回波的測量數據。
超聲波測距系統對物體測量距離中，對物體進行多次測量。在毎次測量中，朝向物體以扇形範圍發射超聲波，超聲波遇到物體反射回來，會返回多個回波，系統接收各回波，並相應記錄回波個數以及各回波的強度和時間測量值，並將各回波的測量數據包括強度和時間測量值添加到回波模型中。
所述回波模型由歷史各次測量的回波測量數據構成，其中記錄了各次測量中回波的強度和時間測量值。
具體的，本實施例中超聲波測距系統包括控制晶片、驅動器和聲波換能器，通過控制晶片控制驅動器，由驅動器驅動聲波換能器發射超聲波。
S11：根據所述回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
根據回波模型中歷史各次測量數據的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量中的時間測量值最相符的回波，即該回波的時間測量值與最多的歷史測量值相符，從而確定為本次測量的最佳回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
因此，本實施例超聲波測距系統回波處理方法，在每次測量中，通過對接收回波的動態濾波處理，根據歷史測量數據的統計分布，選取時間測量值與歷史測量值最相符的最佳回波，作為本次測量的測量結果。可以降低幹擾因素的影響，降低測量誤差，提高測量準確度。
進一步的，本實施例超聲波測距系統回波處理方法，還包括：將歷史各次測量確定的時間測量值與本次測量確定的時間測量值按值大小進行排序，選取排列在中間預設區段內的值求取平均值，再與已知的聲速計算出距離值作為輸出的距離測量值。
本次測量確定的時間測量值指本次測量中根據選取出的最佳回波確定的時間測量值，歷史各次測量確定的時間測量值指各次測量中相應選取出的最佳回波確定的時間測量值。
將本次測量的時間測量值與本次測量之前的各次測量確定的時間測量值，按值大小進行排序，取排列在中間預設區段內的值求取平均值，例如可以取排列在中間30％-70％區段內的時間測量值。將這一區段內的值求取平均值，將獲得的平均值作為當前對物體距離測量的時間測量值。再根據這一平均值與已知的聲速計算距離值，作為輸出的距離測量值。
在對物體距離測量過程中受環境中幹擾因素的影響，可能在某幾次的測量中測得的時間測量值偏離正常值較大，因此通過將各次測量的時間測量值進行排序，選取排列在中間區段內的值求取平均值，將受幹擾大的測量值排除，降低測量誤差，可提高測量準確度。
本實施例方法中，還可將本次測量的時間測量值和所述輸出的距離測量值進行顯示，在每次測量後對輸出的距離測量值進行更新顯示。
因此，本實施例超聲波測距系統回波處理方法，在每次測量中，通過對接收回波的動態濾波處理，根據歷史測量數據的統計分布選取與歷史測量值最相符的最佳回波，作為本次測量的測量結果；並且通過將各次測量值中值平均，可以降低受幹擾的影響，降低測量誤差，提高測量準確度。本實施例方法提高了超聲波測距系統的抗幹擾性，拓寬了應用環境。
相應的，本發明實施例還提供一種超聲波測距系統回波處理裝置，請參考圖2，所述裝置包括：
測量模塊20，用於接收從物體方向返回的多個回波，將對應各回波的時間測量值添加到回波模型中，所述回波模型中記錄歷史各次測量中回波的測量數據；
第一處理模塊21，用於根據所述回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，將其時間測量值作為本次測量的時間測量值。
本實施例超聲波測距系統回波處理裝置，對於接收的各回波，將各回波的時間測量值添加到回波模型中；根據回波模型中的時間測量值分布，在本次測量的各回波中選取時間測量值與歷史測量值最相符的回波，作為本次測量的時間測量值。本實施例超聲波測距系統回波處理裝置，根據歷史各次測量數據的統計分布，在本次測量中選取與歷史測量值最相符的回波時間測量值作為本次測量的時間測量值，可以降低幹擾因素對測量的影響，提高測量準確度。
本實施例中，所述測量模塊20還用於記錄接收到的多個回波的個數以及各回波的強度。回波模型中記錄了各次測量中回波的測量數據，測量模塊將各次測量回波的測量數據包括時間測量值和回波強度等記錄到回波模型中。
進一步的，本實施例超聲波測距系統回波處理裝置還包括：
第二處理模塊22，用於將歷史各次測量確定的時間測量值與本次測量確定的時間測量值按值大小進行排序，選取排列在中間預設區段內的值求取平均值，再與已知的聲速計算出距離值作為輸出的距離測量值。
將本次測量的時間測量值與本次測量之前的各次測量確定的時間測量值，按值大小進行排序，取排列在中間預設區段內的值求取平均值，例如可以取排列在中間30％-70％區段內的時間測量值。將這一區段內的值求取平均值，將獲得的平均值作為當前對物體距離測量的時間測量值，再根據平均值與已知的聲速計算距離值，作為輸出的距離測量值。
本實施例中還包括顯示模塊，用於將本次測量的時間測量值和所述輸出的距離測量值進行顯示，在每次測量後對輸出的距離測量值進行更新顯示。
本實施例中，所述超聲波測距系統回波處理裝置還包括聲波換能器，通過聲波換能器接收返回的超聲波。
本發明實施例還提供一種超聲波測距系統，包括以上所述的超聲波測距系統回波處理裝置。
本實施例超聲波測距系統，在對物體距離測量中，在每次測量中，通過對接收回波的動態濾波處理，根據歷史測量數據的統計分布選取時間測量值與歷史測量值最相符的最佳回波，作為本次測量的測量結果。並且通過將各次測量值中值平均，可以降低受幹擾的影響，降低測量誤差，提高測量準確度。本實施例超聲波測距系統提高了抗幹擾性，拓寬了應用環境。
以上對本發明所提供的一種超聲波測距系統、回波處理方法及裝置進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。