专利名称：低余震的倒车雷达系统及输出低余震倒车雷达信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种倒车雷达系统，特别是指一种低余震的倒车雷达系统。
背景技术：
如图4、 5所示，现有的倒车雷达通常在一压电陶资片的两端施加一交变 频率的电压(通常为一超声波频段的频率，如40kHz)，使该压电陶资片随之改 变震荡频率与震荡方向，并发出一输出超声波信号。该输出超声波信号离开该 压电陶瓷片后，沿一定方向在空气中传播，在传播的过程如果遇到障碍物，部 分超声波信号会被反射回到该压电陶瓷片，形成一反射超声波信号(RS)。该反 射超声波信号(RS)会推动该压电陶瓷片并使之产生震荡运动，进而使该压电陶 瓷片两端输出一微弱的回波电压信号；倒车雷达的控制电路则依据此回波电压 信号，判断沿着该输出超声波的传输方向是否具有障碍物，并依据该输出超声 波信号与反射超声波信号RS之间的时间差，计算障碍物的距离。
目前，为了避免该输出超声波信号与该反射超声波信号的混淆，现有的倒 车雷达将工作时段分成三个区间，分别为发送区间、等待区间以及接收区间。 在该发送区间内，倒车雷达仅发出该输出超声波信号；该等待区间内，倒车雷 达不发出信号也不接收信号；而该接收区间内，倒车雷达则仅接收该反射超声 波信号。而设置该等待区间的主要目的，是避免倒车雷达的压电陶瓷片在发出 该输出超声波信号后仍因为惯性运动而继续震荡，造成该压电陶瓷片误读为反 射超声波信号。
为进一步进行说明，如图4所示，该倒车雷达停止输入交变频率的电压后， 即在B点之后停止输入交电频率的电压，该压电陶瓷片并不会立刻静止，而 会产生短暂的震荡，称之为"余震"，即B点到C点区间的震荡。如图5所示， 由于该压电陶瓷片的余震区间t2的强度(t2区间的振幅)，远超过该反射超声 波信号RS的强度(RS的振幅)，因此在余震区间t2,该倒车雷达无法检测障 碍物。另外，若图4中横轴代表时间且每格代表2ms,此即表示余震区间t2约持续2.4毫秒，此段时间倒车雷达无法检测障碍物，另外，由于超声波在空 气中传播的速度为340m/s,也即表示，倒车雷达无法对40cm之内的障碍物发 出警报，此40cm的范围称为检测盲区340(meter/s)*2.4(ms)*(l/2) —40(cm)。
此外，虽可通过增强该输出超声波的传输能量，获得更远的侦测距离，但 是，增强输出超声波的传输能量，就会使余震的时间增长，导致倒车雷达的检 测盲区变长。但是，若为了减緩余震现象，则必须降低输出超声波的传输能量， 这就牺牲了有效的侦测距离。 一般而言，现有的检测盲区小于30cm的倒车雷 达，其侦测距离仅约于1.2m左右，而现有的侦测距离大于1.8m的倒车雷达， 其检测盲区则至少约45cm左右；因此，余震现象实为造成现有的倒车雷达性 能不佳的主要原因之一。
因此，如何降低该压电陶瓷片的余震，对于倒车雷达性能的提升，实有改 进的必要。
发明内容
为解决上述倒车雷达因压电陶瓷片的余震，造成倒车雷达检测盲区变长或 侦测距离变短的问题，本发明提供一种倒车雷达系统，其包含 一处理单元，可发出一控制信号以及一脉冲信号；
至少一收发感测单元，可发出一低余震超声波信号以及接收一反射超声波 信号；
一超声波发射电路，其输出端与输入端分别与该收发感测单元以及该处理 单元连接，且该超声波发射电路可依据该控制信号以及该脉冲信号使该收发感 测单元发出该低余震超声波信号；
一超声波接收电路，其输出端与输入端分别与该处理单元与该收发感测单 元连接，且该超声波接收电路可接收该反射超声波信号，并将该反射超声波信 号进行转换后输给该处理单元；以及
一警报单元，其与该处理单元输出端连接，可接受该处理单元控制发出一 警报信号；
其中，该脉冲信号的起始振幅与该控制信号的截止振幅同相，使该收 发感测单元输出低余震超声波信号；且该处理单元可依据该反射超声波信号， 取得一环境状态信号，且将依据该环境状态信号判断该警报单元是否需发出该警报信号。
藉此，各收发感测单元可藉由加入该脉冲信号以缩减余震时间而可以进行 低余震超声波信号的输出。
图1为本发明较佳实施例的系统方块图； 图2为本发明较佳实施例的输出超声波信号示意图； 图3为本发明输出超声波与回波信号示意图； 图4为现有的倒车雷达输出超声波信号示意图; 图5为现有的输出超声波与回波信号示意图。 10收发感测单元 20超声波发射电路 30超声波接收电路 32回波检测电路 34模拟/数字转换电路 40处理单元 50警报单元 60存储单元 Pl输出超声波信号 P2脉冲信号 P3低余震超声波信号 tl正常信号区间 t2余震区间 t2，低余震区间 RS反射超声波信号
具体实施例方式
如图1所示，是本发明的降低倒车雷达余震的系统的较佳实施例，其包含 一收发感测单元IO、 一超声波发射电路20、 一超声波接收电路30、 一处理单 元40、 一警报单元50以及一存储单元60。
该收发感测单元IO作为倒车雷达超声波的发送与感测，通常是由多个超声波收发传感器(SENSOR)构成，每一超声波收发传感器内部均包含一压电陶 瓷片(未标示在图中)，该收发感测单元10的输入端连接该超声波发射电路 20,而该收发感测单元10的输出端连接该超声波接收电路30;该超声波发射 电路20的输入端连接该处理单元40,该处理单元40的输入端连接该超声波 接收电路30;该处理单元40的另 一输出端连接该警报单元50，而该处理单元 40再与该存储单元60双向连接。
其中，该超声波接收电路30另包含一回波检测电路32以及一模拟/数字 转换电路34，该回波检测电路32的输入端与该收发感测单元IO连接，该回 波检测电路32的输出端连接该模拟/数字转换电路34,该模拟/数字转换电 路34的输出端连接该处理单元40;而该处理单元40是可以产生一控制信号 与一脉冲信号的处理器。上述模拟/数字转换电路34也经常被称为模拟数字 转换器。
如图2所示，为本实施例的收发感测单元IO发出的超声波信号示意图， 其中，该收发感测单元10为可发出一低余震超声波信号P3的装置，而该低余 震超声波信号P3由一输出超声波信号Pl以及一脉冲信号P2迭加而形成。
首先，通过该处理单元40发送一控制信号给该超声波发射电路20，该控 制信号为一交变电压信号，该超声波发射电路20依据该控制信号使该收发感 测单元IO产生一输出超声波信号PI;如图2所示，该输出超声波信号P1包 含一正常信号区间tl及一余震区间t2两部分，其中，该正常信号区间tl为该 处理单元40实际输出该控制信号的区间，理论上，当该处理单元40停止输出 该控制信号后，该收发感测单元IO应即刻停止继续发送信号，也就是该输出 超声波信号Pl应停止于B点，但实际上，该收发感测单元10内部的压电陶 瓷片会因惯性而持续震荡少许时间，即B点到C点的时间，而这持续震荡的 少许时间即为余震区间t2;另外，因为该余震区间t2的起始振幅，是基于惯 性现象而接续该正常信号区间tl的输出超声波信号P1的最后振幅，因此，该 余震的起始振幅，必与该正常信号区间tl的输出超声波信号P1的最后振幅反 相。
为了缩短余震区间t2，该处理单元40在发送该控制信号后(即B点)， 立刻发送一脉冲信号P2，而该脉冲信号P2与同一时间的余震区间t2的振幅反相，如此，抑制该余震区间t2输出超声波信号Pl的起始振幅，而由于该余 震区间t2的起始振幅降低，故可缩减原余震区间t2进而形成一低余震区间t2，， 其中，该低余震区间t2，与该正常信号区间tl遂形成该低余震超声波信号P3， 而该低余震超声波信号P3即为该收发感测单元10的实际输出信号。
如图3所示，当该低余震超声波信号P3发出后，遇到不同的障碍物会形 成对应的一反射超声波信号RS;各反射超声波信号RS将回到该收发感测单 元10,并使该收发感测单元10内设的压电陶瓷片产生震动而形成一回波电压 输给该回波检测电路32，其中，该回波电压为模拟信号；接着，该回波检测 电路32将回波电压后输给该数字/模拟转换电路34,该数字/模拟转换电路 34将该回波电压由模拟信号转换为一数字信号，并将该数字信号送至该处理 单元40;而该处理单元40依据发送该低余震超声波信号P3与接收该回波电 压之间的时间差，计算该回波电压所对应的障碍物的距离，并将所计算的距离 与障碍物的方位形成一环境状态信号送至该存储单元60储存，并透过该警报 单元50发出警报给驾驶员。
由于该处理单元40可在输出该控制信号后，即刻输出该脉沖信号P2，使 该收发感测单元10因此抑制原本可能产生的余震区间t2而成为实际产生的低 余震区间t2，，形成该低余震超声波信号P3的输出；其中，该低余震超声波信 号P3具有比该输出超声波信号Pl更短的余震区间t2,而所缩减的部分，则 可供倒车雷达侦测反射超声波信号RS,如此，达到降低雷达余震并提升倒车 雷达性能的目的。
权利要求
1.一种低余震的倒车雷达系统，包含一处理单元，可发出一控制信号以及一脉冲信号；至少一收发感测单元，可发出一低余震超声波信号以及接收一反射超声波信号；一超声波发射电路，其输出端与输入端分别与该收发感测单元以及该处理单元连接，且该超声波发射电路可依据该控制信号以及该脉冲信号使该收发感测单元发出该低余震超声波信号；一超声波接收电路，其输出端与输入端分别与该处理单元与该收发感测单元连接，且该超声波接收电路可接收该反射超声波信号，并将该反射超声波信号进行转换后输给该处理单元；以及一警报单元，其与该处理单元输出端连接，可接受该处理单元控制发出一警报信号；其中，该脉冲信号的起始振幅与该控制信号的截止振幅同相，使该收发感测单元输出低余震超声波信号；且该处理单元可依据该反射超声波信号，取得一环境状态信号，且将依据该环境状态信号判断该警报单元是否需发出该警报信号。
2. 如权利要求1所述的低余震的倒车雷达系统，该处理单元另一输出端 与一存储单元连接，且该存储单元可储存该环境状态信号。
3. 如权利要求2所述的低余震的倒车雷达系统，该超声波接收电路包含 一回波检测电路以及一转换电路，而该回波检测电路的输入端与输出端分别与 该收发感测单元与转换电路连接，且该转换电路输出端与该处理单元连接。
4. 如权利要求1至3项中任一项所述的低余震的倒车雷达系统，该收发 感测单元包含一压电陶瓷片。
5. 如权利要求1至3项中任一项所述的低余震的倒车雷达系统，该处理 单元依据环境状态信号，判断收发感测单元与造成该反射信号的障碍物间的距 离以及障碍物方位。
6. 如权利要求4中所述的低余震的倒车雷达系统，该处理单元依据环境状态信号，判断收发感测单元与造成该反射信号的障碍物间的距离以及障碍物 方位。
7. —种输出低余震倒车雷达信号的方法，包含输出一用以控制一收发感测单元的控制信号，该控制信号具有连续的正、 负振幅相位；判断控制信号截止时的振幅相位；以一脉冲信号补偿至该控制信号，该脉沖信号的起始振幅与该控制信号的 截止振幅同相位，使该收发感测单元输出低余震超声波信号。
8. 如权利要求7中所述的降低倒车雷达余震的方法，该低余震超声波信 号为该控制信号与该脉沖信号加成的结果信号。
全文摘要
本发明提供一种低余震的倒车雷达系统及输出低余震倒车雷达信号的方法，其包含一收发感测单元、一超声波发射电路、一超声波接收电路、一处理单元、一警报单元以及一存储单元；其中，该收发感测单元包含至少一压电陶瓷片；而该处理单元可发送一控制信号以及一脉冲信号，其中，该控制信号具有连续的正、负振幅相位，且该脉冲信号的起始振幅与该控制信号的截止振幅同相位，使该收发感测单元输出一低余震超声波信号。
文档编号G01S15/93GK101303411SQ20071010227
公开日2008年11月12日 申请日期2007年5月9日 优先权日2007年5月9日
发明者李世雄 申请人:李世雄