超声波测距装置及超声波测距方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112630781A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202011357694.6(22)申请日2020.11.27(71)申请人深圳数联天下智能科技有限公司地址518000广东省深圳市南山区粤海街道高新区社区高新南七道20号深圳国家工程实验室大楼B1601(72)发明人邓德辉(74)专利代理机构深圳中细软知识产权代理有限公司44528代理人王志强(51)Int.Cl.G01S15/08(2006.01)G01S7/539(2006.01)G01S7/521(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图6页(54)发明名称超声波测距装置及超声波测距方法(57)摘要本发明公开了一种超声波测距装置及超声波测距方法，所述超声波测距装置包括功率调节模块、功率放大模块、超声波发射器、超声波接收器、信号处理模块和控制模块。本发明通过采用功率调节模块来增加超声波发射功率可控性，通过调节用于驱动超声波发射器发射超声波信号的供电电压的大小，来调节超声波的发射功率。在接收不到回波信号的情况下，所述控制模块调整所述功率控制信号的脉冲宽度，以调节所述供电电压大小，直至接收到所述距离检测信号，即直至接收到所述回波信号，达到了根据测量距离自动调节超声波发射功率的目的，能耗低，测量精度高，稳定性好，能够广泛应用于生活及工业中。CN112630781ACN112630781A权利要求书1/2页1.一种超声波测距装置，其特征在于，所述超声波测距装置包括：功率调节模块，用于接收功率控制信号，并根据所述功率控制信号对第一电源电压进行电压变换后获得供电电压；功率放大模块，与所述功率调节模块连接，用于接收所述供电电压和发射驱动信号，并将所述发射驱动信号进行放大处理后得到放大信号，利用所述放大信号和所述供电电压来驱动超声波发射器发射超声波信号；其中，所述供电电压是用于驱动所述超声波发射器的第二电源电压；所述超声波发射器，与所述功率放大模块连接，用于发射所述超声波信号给待测物；超声波接收器，用于接收所述待测物对所述超声波信号进行反射形成的回波信号，并将所述回波信号转换成与所述回波信号对应的电压信号；信号处理模块，连接所述超声波接收器，用于将所述电压信号进行放大、频率选择和整形处理获得距离检测信号；和控制模块，与所述功率调节模块、功率放大模块和信号处理模块连接，用于输出所述功率控制信号和所述发射驱动信号，以及接收所述距离检测信号；所述控制模块在接收不到所述距离检测信号的情况下，调整所述功率控制信号，以调节所述供电电压大小，直至接收到所述距离检测信号；所述控制模块在接收到所述距离检测信号的情况下，对所述距离检测信号进行解码运算得出测距结果。2.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征在于，所述控制模块还用于在接收到所述距离检测信号的情况下，对所述距离检测信号进行质量评估；其中，所述质量评估是指比较所述超声波发射器发射的超声波信号的次数和所述超声波接收器接收的回波信号的次数是否一致；在所述超声波信号的次数和所述回波信号的次数不一致的情况下，所述控制模块调整所述功率控制信号，以调节所述供电电压大小，直至所述超声波信号的次数和所述回波信号的次数一致；在所述超声波信号的次数和所述回波信号的次数一致的情况下，所述控制模块对所述距离检测信号进行解码运算得出测距结果。3.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括：温度补偿模块，连接所述控制模块，用于对当前环境温度进行检测和采样并获得温度采样电压输出给所述控制模块，所述控制模块基于所述温度采样电压对所述测距结果进行温度补偿修正。4.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：信号处理芯片，用于将所述电压信号进行放大、频率选择和整形处理获得距离检测信号。5.根据权利要求1所述的超声波测距装置，其特征在于，所述功率调节模块包括：开关电路，连接所述控制模块，用于接收所述功率控制信号，并根据所述功率控制信号调整自身的开关状态；和变压器电路，连接所述开关电路和所述功率放大模块，用于基于所述开关状态对所述第一电源电压进行电压变换后获得供电电压。2CN112630781A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的超声波测距装置，其特征在于，所述功率调节模块还包括：采样电路，连接所述变压器电路和所述控制模块，用于对所述供电电压进行采样并获得供电采样电压输出给所述控制模块，所述控制模块基于所述供电采样电压来调整所述功率控制信号，以使所述供电电压在设定范围内。7.根据权利要求1所述的超声波测距模块，其特征在于，所述功率放大模块包括；放大电路，连接所述控制模块，用于接收所述发射驱动信号，并将所述发射驱动信号进行放大