專利名稱：低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)及輸出低余震倒車?yán)走_(dá)信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，特別是指一種低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如圖4、 5所示，現(xiàn)有的倒車?yán)走_(dá)通常在一壓電陶資片的兩端施加一交變 頻率的電壓(通常為一超聲波頻段的頻率，如40kHz)，使該壓電陶資片隨之改 變震蕩頻率與震蕩方向，并發(fā)出一輸出超聲波信號。該輸出超聲波信號離開該 壓電陶瓷片后，沿一定方向在空氣中傳播，在傳播的過程如果遇到障礙物，部 分超聲波信號會被反射回到該壓電陶瓷片，形成一反射超聲波信號(RS)。該反 射超聲波信號(RS)會推動該壓電陶瓷片并使之產(chǎn)生震蕩運(yùn)動，進(jìn)而使該壓電陶 瓷片兩端輸出一微弱的回波電壓信號；倒車?yán)走_(dá)的控制電路則依據(jù)此回波電壓 信號，判斷沿著該輸出超聲波的傳輸方向是否具有障礙物，并依據(jù)該輸出超聲 波信號與反射超聲波信號RS之間的時間差，計算障礙物的距離。
目前，為了避免該輸出超聲波信號與該反射超聲波信號的混淆，現(xiàn)有的倒 車?yán)走_(dá)將工作時段分成三個區(qū)間，分別為發(fā)送區(qū)間、等待區(qū)間以及接收區(qū)間。 在該發(fā)送區(qū)間內(nèi)，倒車?yán)走_(dá)僅發(fā)出該輸出超聲波信號；該等待區(qū)間內(nèi)，倒車?yán)?達(dá)不發(fā)出信號也不接收信號；而該接收區(qū)間內(nèi)，倒車?yán)走_(dá)則僅接收該反射超聲 波信號。而設(shè)置該等待區(qū)間的主要目的，是避免倒車?yán)走_(dá)的壓電陶瓷片在發(fā)出 該輸出超聲波信號后仍因為慣性運(yùn)動而繼續(xù)震蕩，造成該壓電陶瓷片誤讀為反 射超聲波信號。
為進(jìn)一步進(jìn)行說明，如圖4所示，該倒車?yán)走_(dá)停止輸入交變頻率的電壓后， 即在B點之后停止輸入交電頻率的電壓，該壓電陶瓷片并不會立刻靜止，而 會產(chǎn)生短暫的震蕩，稱之為"余震"，即B點到C點區(qū)間的震蕩。如圖5所示， 由于該壓電陶瓷片的余震區(qū)間t2的強(qiáng)度(t2區(qū)間的振幅)，遠(yuǎn)超過該反射超聲 波信號RS的強(qiáng)度(RS的振幅)，因此在余震區(qū)間t2,該倒車?yán)走_(dá)無法檢測障 礙物。另外，若圖4中橫軸代表時間且每格代表2ms,此即表示余震區(qū)間t2約持續(xù)2.4毫秒，此段時間倒車?yán)走_(dá)無法檢測障礙物，另外，由于超聲波在空 氣中傳播的速度為340m/s,也即表示，倒車?yán)走_(dá)無法對40cm之內(nèi)的障礙物發(fā) 出警報，此40cm的范圍稱為檢測盲區(qū)340(meter/s)*2.4(ms)*(l/2) —40(cm)。
此外，雖可通過增強(qiáng)該輸出超聲波的傳輸能量，獲得更遠(yuǎn)的偵測距離，但 是，增強(qiáng)輸出超聲波的傳輸能量，就會使余震的時間增長，導(dǎo)致倒車?yán)走_(dá)的檢 測盲區(qū)變長。但是，若為了減緩余震現(xiàn)象，則必須降低輸出超聲波的傳輸能量， 這就犧牲了有效的偵測距離。 一般而言，現(xiàn)有的檢測盲區(qū)小于30cm的倒車?yán)?達(dá)，其偵測距離僅約于1.2m左右，而現(xiàn)有的偵測距離大于1.8m的倒車?yán)走_(dá)， 其檢測盲區(qū)則至少約45cm左右；因此，余震現(xiàn)象實為造成現(xiàn)有的倒車?yán)走_(dá)性 能不佳的主要原因之一。
因此，如何降低該壓電陶瓷片的余震，對于倒車?yán)走_(dá)性能的提升，實有改 進(jìn)的必要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述倒車?yán)走_(dá)因壓電陶瓷片的余震，造成倒車?yán)走_(dá)檢測盲區(qū)變長或 偵測距離變短的問題，本發(fā)明提供一種倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其包含 一處理單元，可發(fā)出一控制信號以及一脈沖信號；
至少一收發(fā)感測單元，可發(fā)出一低余震超聲波信號以及接收一反射超聲波 信號；
一超聲波發(fā)射電路，其輸出端與輸入端分別與該收發(fā)感測單元以及該處理 單元連接，且該超聲波發(fā)射電路可依據(jù)該控制信號以及該脈沖信號使該收發(fā)感 測單元發(fā)出該低余震超聲波信號；
一超聲波接收電路，其輸出端與輸入端分別與該處理單元與該收發(fā)感測單 元連接，且該超聲波接收電路可接收該反射超聲波信號，并將該反射超聲波信 號進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸給該處理單元；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(fā)出一 警報信號；
其中，該脈沖信號的起始振幅與該控制信號的截止振幅同相，使該收 發(fā)感測單元輸出低余震超聲波信號；且該處理單元可依據(jù)該反射超聲波信號， 取得一環(huán)境狀態(tài)信號，且將依據(jù)該環(huán)境狀態(tài)信號判斷該警報單元是否需發(fā)出該警報信號。
藉此，各收發(fā)感測單元可藉由加入該脈沖信號以縮減余震時間而可以進(jìn)行 低余震超聲波信號的輸出。


圖1為本發(fā)明較佳實施例的系統(tǒng)方塊圖； 圖2為本發(fā)明較佳實施例的輸出超聲波信號示意圖； 圖3為本發(fā)明輸出超聲波與回波信號示意圖； 圖4為現(xiàn)有的倒車?yán)走_(dá)輸出超聲波信號示意圖; 圖5為現(xiàn)有的輸出超聲波與回波信號示意圖。 10收發(fā)感測單元 20超聲波發(fā)射電路 30超聲波接收電路 32回波檢測電路 34模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路 40處理單元 50警報單元 60存儲單元 Pl輸出超聲波信號 P2脈沖信號 P3低余震超聲波信號 tl正常信號區(qū)間 t2余震區(qū)間 t2，低余震區(qū)間 RS反射超聲波信號
具體實施例方式
如圖1所示，是本發(fā)明的降低倒車?yán)走_(dá)余震的系統(tǒng)的較佳實施例，其包含 一收發(fā)感測單元IO、 一超聲波發(fā)射電路20、 一超聲波接收電路30、 一處理單 元40、 一警報單元50以及一存儲單元60。
該收發(fā)感測單元IO作為倒車?yán)走_(dá)超聲波的發(fā)送與感測，通常是由多個超聲波收發(fā)傳感器(SENSOR)構(gòu)成，每一超聲波收發(fā)傳感器內(nèi)部均包含一壓電陶 瓷片(未標(biāo)示在圖中)，該收發(fā)感測單元10的輸入端連接該超聲波發(fā)射電路 20,而該收發(fā)感測單元10的輸出端連接該超聲波接收電路30;該超聲波發(fā)射 電路20的輸入端連接該處理單元40,該處理單元40的輸入端連接該超聲波 接收電路30;該處理單元40的另 一輸出端連接該警報單元50，而該處理單元 40再與該存儲單元60雙向連接。
其中，該超聲波接收電路30另包含一回波檢測電路32以及一模擬/數(shù)字 轉(zhuǎn)換電路34，該回波檢測電路32的輸入端與該收發(fā)感測單元IO連接，該回 波檢測電路32的輸出端連接該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路34,該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電 路34的輸出端連接該處理單元40;而該處理單元40是可以產(chǎn)生一控制信號 與一脈沖信號的處理器。上述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路34也經(jīng)常被稱為模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換器。
如圖2所示，為本實施例的收發(fā)感測單元IO發(fā)出的超聲波信號示意圖， 其中，該收發(fā)感測單元10為可發(fā)出一低余震超聲波信號P3的裝置，而該低余 震超聲波信號P3由一輸出超聲波信號Pl以及一脈沖信號P2迭加而形成。
首先，通過該處理單元40發(fā)送一控制信號給該超聲波發(fā)射電路20，該控 制信號為一交變電壓信號，該超聲波發(fā)射電路20依據(jù)該控制信號使該收發(fā)感 測單元IO產(chǎn)生一輸出超聲波信號PI;如圖2所示，該輸出超聲波信號P1包 含一正常信號區(qū)間tl及一余震區(qū)間t2兩部分，其中，該正常信號區(qū)間tl為該 處理單元40實際輸出該控制信號的區(qū)間，理論上，當(dāng)該處理單元40停止輸出 該控制信號后，該收發(fā)感測單元IO應(yīng)即刻停止繼續(xù)發(fā)送信號，也就是該輸出 超聲波信號Pl應(yīng)停止于B點，但實際上，該收發(fā)感測單元10內(nèi)部的壓電陶 瓷片會因慣性而持續(xù)震蕩少許時間，即B點到C點的時間，而這持續(xù)震蕩的 少許時間即為余震區(qū)間t2;另外，因為該余震區(qū)間t2的起始振幅，是基于慣 性現(xiàn)象而接續(xù)該正常信號區(qū)間tl的輸出超聲波信號P1的最后振幅，因此，該 余震的起始振幅，必與該正常信號區(qū)間tl的輸出超聲波信號P1的最后振幅反 相。
為了縮短余震區(qū)間t2，該處理單元40在發(fā)送該控制信號后(即B點)， 立刻發(fā)送一脈沖信號P2，而該脈沖信號P2與同一時間的余震區(qū)間t2的振幅反相，如此，抑制該余震區(qū)間t2輸出超聲波信號Pl的起始振幅，而由于該余 震區(qū)間t2的起始振幅降低，故可縮減原余震區(qū)間t2進(jìn)而形成一低余震區(qū)間t2，， 其中，該低余震區(qū)間t2，與該正常信號區(qū)間tl遂形成該低余震超聲波信號P3， 而該低余震超聲波信號P3即為該收發(fā)感測單元10的實際輸出信號。
如圖3所示，當(dāng)該低余震超聲波信號P3發(fā)出后，遇到不同的障礙物會形 成對應(yīng)的一反射超聲波信號RS;各反射超聲波信號RS將回到該收發(fā)感測單 元10,并使該收發(fā)感測單元10內(nèi)設(shè)的壓電陶瓷片產(chǎn)生震動而形成一回波電壓 輸給該回波檢測電路32，其中，該回波電壓為模擬信號；接著，該回波檢測 電路32將回波電壓后輸給該數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路34,該數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路 34將該回波電壓由模擬信號轉(zhuǎn)換為一數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號送至該處理 單元40;而該處理單元40依據(jù)發(fā)送該低余震超聲波信號P3與接收該回波電 壓之間的時間差，計算該回波電壓所對應(yīng)的障礙物的距離，并將所計算的距離 與障礙物的方位形成一環(huán)境狀態(tài)信號送至該存儲單元60儲存，并透過該警報 單元50發(fā)出警報給駕駛員。
由于該處理單元40可在輸出該控制信號后，即刻輸出該脈沖信號P2，使 該收發(fā)感測單元10因此抑制原本可能產(chǎn)生的余震區(qū)間t2而成為實際產(chǎn)生的低 余震區(qū)間t2，，形成該低余震超聲波信號P3的輸出；其中，該低余震超聲波信 號P3具有比該輸出超聲波信號Pl更短的余震區(qū)間t2,而所縮減的部分，則 可供倒車?yán)走_(dá)偵測反射超聲波信號RS,如此，達(dá)到降低雷達(dá)余震并提升倒車 雷達(dá)性能的目的。
權(quán)利要求
1.一種低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，包含一處理單元，可發(fā)出一控制信號以及一脈沖信號；至少一收發(fā)感測單元，可發(fā)出一低余震超聲波信號以及接收一反射超聲波信號；一超聲波發(fā)射電路，其輸出端與輸入端分別與該收發(fā)感測單元以及該處理單元連接，且該超聲波發(fā)射電路可依據(jù)該控制信號以及該脈沖信號使該收發(fā)感測單元發(fā)出該低余震超聲波信號；一超聲波接收電路，其輸出端與輸入端分別與該處理單元與該收發(fā)感測單元連接，且該超聲波接收電路可接收該反射超聲波信號，并將該反射超聲波信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸給該處理單元；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(fā)出一警報信號；其中，該脈沖信號的起始振幅與該控制信號的截止振幅同相，使該收發(fā)感測單元輸出低余震超聲波信號；且該處理單元可依據(jù)該反射超聲波信號，取得一環(huán)境狀態(tài)信號，且將依據(jù)該環(huán)境狀態(tài)信號判斷該警報單元是否需發(fā)出該警報信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該處理單元另一輸出端 與一存儲單元連接，且該存儲單元可儲存該環(huán)境狀態(tài)信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該超聲波接收電路包含 一回波檢測電路以及一轉(zhuǎn)換電路，而該回波檢測電路的輸入端與輸出端分別與 該收發(fā)感測單元與轉(zhuǎn)換電路連接，且該轉(zhuǎn)換電路輸出端與該處理單元連接。
4. 如權(quán)利要求1至3項中任一項所述的低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該收發(fā) 感測單元包含一壓電陶瓷片。
5. 如權(quán)利要求1至3項中任一項所述的低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該處理 單元依據(jù)環(huán)境狀態(tài)信號，判斷收發(fā)感測單元與造成該反射信號的障礙物間的距 離以及障礙物方位。
6. 如權(quán)利要求4中所述的低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該處理單元依據(jù)環(huán)境狀態(tài)信號，判斷收發(fā)感測單元與造成該反射信號的障礙物間的距離以及障礙物 方位。
7. —種輸出低余震倒車?yán)走_(dá)信號的方法，包含輸出一用以控制一收發(fā)感測單元的控制信號，該控制信號具有連續(xù)的正、 負(fù)振幅相位；判斷控制信號截止時的振幅相位；以一脈沖信號補(bǔ)償至該控制信號，該脈沖信號的起始振幅與該控制信號的 截止振幅同相位，使該收發(fā)感測單元輸出低余震超聲波信號。
8. 如權(quán)利要求7中所述的降低倒車?yán)走_(dá)余震的方法，該低余震超聲波信 號為該控制信號與該脈沖信號加成的結(jié)果信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種低余震的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)及輸出低余震倒車?yán)走_(dá)信號的方法，其包含一收發(fā)感測單元、一超聲波發(fā)射電路、一超聲波接收電路、一處理單元、一警報單元以及一存儲單元；其中，該收發(fā)感測單元包含至少一壓電陶瓷片；而該處理單元可發(fā)送一控制信號以及一脈沖信號，其中，該控制信號具有連續(xù)的正、負(fù)振幅相位，且該脈沖信號的起始振幅與該控制信號的截止振幅同相位，使該收發(fā)感測單元輸出一低余震超聲波信號。
文檔編號G01S15/93GK101303411SQ20071010227
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者李世雄 申請人:李世雄