基于TDOA的超声波测距系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102981159A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102981159A(43)申请公布日2013.03.20(21)申请号201210454892.3(22)申请日2012.11.13(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人胡洁黄海清戚进谷朝臣刘超(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.G01S11/16(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称基于TDOA的超声波测距系统(57)摘要一种基于TDOA的超声波测距系统，包括：超声波传感器、射频传感器、第一发射模块、第二发射模块、接收模块、显示模块和语音输出模块，超声波传感器与第一发射模块连接，射频传感器与第二发射模块连接，接收模块分别与第一发射模块和第二发射模块连接，显示模块和语音输出模块分别与接收模块连接。本发明具有抗干扰能力强、无测量盲区、测量精度高的优点。CN102985ACN102981159A权利要求书1/1页1.一种基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，包括：超声波传感器、射频传感器、第一发射模块、第二发射模块、接收模块、显示模块和语音输出模块，其中，所述超声波传感器用以检测障碍物信息，并将检测到的信息发送至所述第一发射模块；所述射频传感器用以检测障碍物信息，并将检测到的信息发送至所述第二发射模块；所述第一发射模块分别与所述超声波传感器和接收模块连接，用以将接收到的信息转化为数字信号并发送至所述接收模块；所述第二发射模块分别与所述射频传感器和接收模块连接，用以将接收到的信息转化为数字信号并发送至所述接收模块；所述接收模块分别与所述第一发射模块和第二发射模块连接，用以对接收到的数字信号进行比较，得到所述第一发射模块和第二发射模块发射出的信号的到达时间差，并计算出障碍物距离；其进一步包括：接收单元、处理单元和输出单元，其中：所述接收单元分别与所述第一发射模块和第二发射模块连接，用以接收所述第一发射模块和第二发射模块发出的数字信号并发送至所述处理单元；所述处理单元与所述接收单元连接，用以对接收到的数字信号进行处理，计算超声波信号和射频信号的到达时间差，得到障碍物距离，并根据计算结果发送提示信息至所述输出单元；所述输出单元用以接收提示信息，并将提示信息发送至显示模块和语音输出模块；所述显示模块与所述输出单元连接，用以接收提示信息，根据提示信息给出视觉提醒并显示障碍物距离；所述语音输出模块与所述输出单元连接，用以接收提示信息，并根据提示信息输出语音提示障碍物距离。2.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述第一发射模块包括一Kalman滤波器，用以去除超声波信号中的随机噪声，得到较好的估计值。3.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述显示模块包括一LED发光二极管，用以显示探测范围内是否有障碍物，若在探测范围内有障碍物，所述LED发光二极管以一定频率闪烁，且闪烁的频率以距离确定，距离越近频率越高。4.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述显示模块包括8位数码管，用以显示障碍物距离。5.如权利要求4所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述8为数码管中第二位为小数点位。6.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述语音输出模块提示的探测范围为0~1.6m，若超过提示探测范围则提示距离过大。7.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述接收模块采用SPCE061A单片机。8.如权利要求1所述的基于TDOA的超声波测距系统，其特征在于，所述超声波传感器采用SRF08超声波测距芯片。2CN102981159A说明书1/3页基于TDOA的超声波测距系统技术领域[0001]本发明涉及超声波测距领域，具体涉及一种基于TDOA的超声波测距系统。背景技术[0002]超声波测距广泛用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。由于超声波测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)下具有一定的适应能力，因此，用途极为广泛。目前市场上普遍使用的超声波测距仪采用的超声波测距方案为：已知发射功率，在接收节点测量接收功率，计算传播损耗得到测量距离。然而，该种超声波测距仪的抗干扰能力差，虽然在实验环境中特性表现良好，但是在现实环境中，温度障碍物和传播模式等条件往往都是变化的，使得超声波信号受到的干扰影响较大，影响测量的准确性。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种基于TDOA的超声波测距系统，以解决现有超声波测距仪抗干扰能力差、测