用于声学距离飞行时间补偿的电路的制作方法

文档序号:11249726
用于声学距离飞行时间补偿的电路的制造方法与工艺

本公开整体涉及电气电路和电子电路,更具体地讲涉及声学距离测量系统。



背景技术:

声学测量系统和距离测量系统在多种应用中均有使用。例如,声学测量系统用于测量从汽车系统到化石发现应用中的障碍物距离。声学测量系统一般通过首先发射声能脉冲来运行,从而产生声波。然后,记录声波飞行时间的测量值。飞行时间,即从声波起始传输直至声波的反射被接收之间的时间,确定了障碍物的距离。利用声学测量系统的汽车应用需要可靠地检测障碍物的存在。当前,要可靠地检测障碍物可能受到障碍物的复杂外形、以及引起障碍物检测误报的环境噪声和电气噪声的影响。

声学测量系统经常利用声换能器来发射生成的声波,同时接收反射信号或回波信号。测量障碍物距离的标准方法是,一旦回波信号越过阈值,就报告障碍物的飞行时间。然而,对于回波信号越过阈值的时间的依赖性并不可靠。该方法的可靠性可随着回波信号的包络形状的波动而变化。另外,随着阈值变化,针对位于相同距离的相同障碍物而报告的飞行时间也将不同。声学测量系统的精确度非常重要。在汽车测量应用和其他声学测量应用中,错误的对象检测可能是不利的。因此,避免发生与物体形状、物体高度或检测系统阈值配置引起的错误有关的偏差的物体检测很重要。飞行时间计算的精确度确保了正确的声学测量系统功能性和相关的可靠性。

附图说明

本领域技术人员参照附图阅读本说明书,可以更好地理解本发明,也可以显而易见地认识到本发明的多种特征和优点,在附图中:

图1以框图形式示出了根据一个实施方案的声学距离测量系统;

图2以框图形式示出了用于图1的声学距离测量系统的声学距离测量电路;

图3以框图形式示出了图2的感测电路;

图4的时序图示出了根据一个实施方案的声学距离测量系统接收的声学信号;

图5示出了根据一个实施方案的用于报告在实时通信总线上具有固定延迟的飞行时间的时序图;

图6的图表示出了在相对于图1的声传感器的第一距离和第二距离处测出物体时的距离变化阈值的效果;

图7示出了根据一个实施方案的用于报告所测障碍物的补偿飞行时间的方法的流程图。

在不同附图中使用相同的参考符号来指示相同或类似的元件。除非另有说明,否则词语“耦接”及其相关动词形式包括直接连接以及通过本领域已知的方式的间接电连接两者;而且除非另有说明,否则对直接连接的任一描述暗示采用适宜间接电连接形式的替代实施方式。

具体实施方式

为使图示清晰简明,图中的元件未必按比例绘制,它们仅仅是示意性的而非限制性的。此外,为使描述简单,省略了公知步骤和元件的描述和细节。本领域的技术人员应当理解,本文所用的与电路操作相关的短语“在……期间”、“在……同时”和“当……时”并不确切地指称某个动作在引发动作后立即发生,而是指在初始动作所引发的反应之间可能存在一些较小但合理的延迟,诸如传播延迟。另外,短语“在……同时”是指某个动作至少在引发动作持续过程中的一段时间内发生。词语“大概”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期接近陈述值或位置的参数。然而,如本领域所熟知,可存在妨碍值或位置恰好等于陈述值或位置的微小偏差。

图1以框图形式示出了根据一个实施方案的声学距离测量系统100。图1中的声学距离测量系统100包括车载装置102、车身控制器模块(BCM)104、扬声器164、一组传输线112、一组传感器110和障碍物120。系统控制器诸如BCM 104位于车载装置102之上或之中,并向扬声器164提供对应于声音输出的电气信号。

车载装置102可通信地连接至BCM 104。BCM 104具有用于连接至一个或多个声换能器诸如传感器110的输出端。BCM 104具有同样连接至传感器110中每一者的输入端。另外,BCM 104具有用于向扬声器164提供输出信号的输出端。在一个实施方案中,传感器110是超声波传感器,其发出超声波脉冲或如本文所述的声学信号,当障碍物120在声学信号的波场中时该脉冲或信号反射离开障碍物120。声学信号一般以可听声以上频率发出。用传感器110接收反射的脉冲信号或回波。回波的检测生成了由BCM 104使用的输出信号。传感器110中的每一者能够产生声学信号,并且当遭遇物体120时感测反射的脉冲信号或回波。

在示例性实施方案中,BCM 104用作声学距离测量系统100的控制器,在第一时间生成用于传感器110的声学信号。当发射的声学信号遭遇障碍物时,传感器110对接收回波信号较为敏感。接收的回波信号用于确定可检测距离132。BCM 104经由传输线112向传感器110发射信号,而传感器110响应地输出声学信号。每个传感器110生成的声学信号远离传感器110并且通过空气传播。当BCM 104停止发射声学信号时,BCM 104监测传感器110的回波信号,该信号可通过打断传播中的声学信号引起。当检测到障碍物120时,在传感器110之一处接收回波。用传感器110处理接收到的回波信号,以确定声学信号遭遇障碍物120的校正的飞行时间。校正的飞行时间经由传输线112传输至BCM 104。BCM 104就物体120最靠近传感器110的表面报告出检测到物体120。针对外形、高度和模糊尺寸存在变化的物体而言,可靠检测是必须的。另外,期望存在的特性为:避免在严重噪声条件期间由于阈值变化而造成障碍物检测误报。如下文中进一步描述的,声学距离测量系统100弥补了这些问题。

图2以框图形式示出了用于图1的声学距离测量系统的声学距离测量电路200。声学距离测量电路200包括控制器204、频率发生器208、发射机放大器212、声换能器214、接收机放大器216和感测电路220。

控制器204连接到频率发生器208。控制信号从控制器204输出至频率发生器208。另外,控制器204具有用于输出测定的阈值的至少一个输出端子。控制器204具有用于接收校正的飞行时间信号的输入端子。控制器204可以是例如BCM、电子控制单元或控制系统,其操纵图1的声学距离测量系统。控制器204通过以下方式来操纵图1的声学距离测量系统:向频率发生器208输出控制信号,并且当感测电路220在声换能器214处接收回波信号时,接收经处理的校正的飞行时间信号。

频率发生器208具有用于接收控制信号的输入端子,以及连接至发射机放大器212的输出端子。频率发生器208生成电气信号,该信号经由发射机放大器212被传输至换能器214。

发射机放大器212具有用于接收来自频率发生器208的电气信号的输入端。发射机放大器212的输出端连接至声换能器214,该输出端用于向声换能器214提供放大的电气信号。

声换能器214具有用于接收放大的电气信号的输入端子。另外,声换能器214具有适用于发送生成的脉冲信号或声学信号的输出端子。声换能器214可以是例如压电传感器。

接收机放大器216具有用于连接至声换能器214的输入端,以及输出端。接收机放大器216的输出端连接至感测电路220,该输出端发射接收到的脉冲信号。

感测电路220具有连接至接收机放大器216输出端的输入端、用于接收阈值的输入端,以及用于响应于检测到阈值而提供校正的飞行时间测量值的输出端。阈值是时间变化信号,由控制器204所配置。根据声换能器214的空间位置并且响应于声换能器214测出的背景噪音的测量结果,阈值被配置成避免障碍物检测误报。感测电路220利用测定阈值来限定接收的脉冲超过噪音水平的最小幅度,以响应于发射自声换能器的声学信号而检测障碍物。感测电路220报告回波或脉冲信号的开始作为飞行时间,其中脉冲信号的开始指示与声换能器214距离最近的障碍物表面。

在操作中,控制器204向频率发生器208提供控制信号。频率发生器208生成信号,并且在第一时间将所生成的信号作为电气信号提供给发射机放大器212。发射机放大器212放大由频率发生器208生成的信号的功率,并且向声换能器214提供电气信号。当未应用发射机放大器212时,频率发生器208向声换能器214提供未放大信号。声换能器214振动并生成对应于所提供的输入信号的信号。声换能器214生成的声学信号振动并行进远离声换能器214。接收机放大器216监测声换能器214的回波信号,放大所接收的回波信号,然后向感测电路220发射脉冲信号。除了阈值输入之外,感测电路220还利用接收到的脉冲信号来确定声学信号的校正的飞行时间。向控制器204报告校正的的飞行时间。

图3以框图形式示出可用作图2的感测电路220的感测电路300。感测电路300一般包括控制器204、模数转换器320、数字滤波器322、上升沿检测器324、峰值检测器326、校正算法模块328、飞行时间校正计算模块330、品质(Q)因数延迟值框322、飞行时间算法模块334和换能器品质(Q)因数延迟值框336。

模数转换器320具有连接至接收机放大器(例如图2的接收机放大器216)输出端的用于接收输入信号的输入端,并具有输出端。数字滤波器322具有连接至模数转换器320输出端的输入端、用于在Q因数延迟值框332处提供Q因数延时值的输出端,以及用于提供经滤波信号的输出端。

上升沿检测器324具有耦接至数字滤波器322输出端的输入端,并且具有输出端,该输出端用于提供当从数字滤波器322接收的脉冲信号的上升沿与阈值相交时的第一幅度和第一时间。

峰值检测器326具有耦接至数字滤波器322输出端的输入端,并且具有输出端,该输出端用于提供在峰值时间从数字滤波器322接收的脉冲信号的幅度。该脉冲信号幅度是响应于根据经滤波脉冲信号检测到相对于声换能器的预定义距离中存在障碍物而接收的。

校正算法模块328具有耦接至上升沿检测器的输入端,和用于提供校正比例的输出端。校正比例是下式二者的比例:在第一时间当从接收机放大器接收的脉冲幅度的上升沿与阈值相交时的第一幅度,以及在峰值时间从声换能器接收的脉冲的幅度。

飞行时间校正计算模块330具有耦接至校正算法模块328输出端的输入端、用于接收数字滤波器Q因数延时值框332的输出的输入端、用于接收声换能器Q因数延时值框336的输出的输入端、以及用于提供补偿时间的输出端,该补偿时间用于根据经滤波信号、响应于在相对于声换能器的预定义距离内的第一位置处遭遇障碍物,而计算声学信号的校正的飞行时间。

飞行时间模块334具有耦接至峰值检测器326输出端的输入端、耦接至飞行时间校正计算模块330输出端的输入端,以及用于响应于声学信号遭遇障碍物而提供声学信号的校正的飞行时间的输出端。

在操作中,感测电路300接收输入信号,其中输入信号包括从接收机放大器216(图2)接收的、由声换能器214(图2)提供的回波信号产生的、并且经物理物体反射产生的脉冲。感测电路300对接收自声换能器214的信号进行滤波,并且相对于经由声换能器214发送的声学信号提供对应于声学信号的校正的飞行时间的输出。控制器204向感测电路发射经配置的阈值。模数转换器320将接收到的输入信号数字化。数字滤波器322接收数字化的输入信号,并且向上升沿检测器324和峰值检测器326提供经滤波脉冲信号。经滤波脉冲信号的上升沿由上升沿检测器324在上升沿与阈值相交的点处检测到。响应于检测脉冲的上升沿,存储上升沿与阈值相交的时间和上升沿与阈值相遇的幅度,以用于计算校正的飞行时间。峰值检测器326检测经滤波脉冲信号的峰值幅度。响应于检测脉冲的峰值幅度,峰值检测器326存储该峰值幅度作为用于测定校正的飞行时间的第二幅度。在经滤波信号在第一时间经过阈值之后执行峰值检测,并且当经滤波信号高于阈值时,峰值检测是有效的。

另外,在检测了当上升沿与阈值(第一幅度)和经滤波信号的峰值幅度(第二幅度)相交时的幅度之后,使用第一测出幅度和第二测出幅度来计算校正的飞行时间。第一幅度和第二幅度的比例由校正算法模块328确定。将第一幅度和第二幅度的比例乘以因数一百。在飞行时间校正计算模块330处使用所测定比例值。在飞行时间校正计算模块330处,使用校正查找表或校正算法以进一步确定补偿时间。补偿时间是用于调节最初测出的飞行时间的时间量。利用补偿时间的这种调节方式响应于声学信号遭遇障碍物的时刻而确定了校正的脉冲起点。

另外,为了响应于声学信号遭遇障碍物的时刻而将校正的飞行时间及时地发送至控制器204,将Q因数延迟332和换能器Q因数延迟336中的至少一者作为计算飞行时间校正计算330的考虑因素。如在上升沿检测器324处测定的,当从自接收机放大器接收的脉冲的幅度的上升沿与阈值相交时的第一时间中减去飞行时间校正计算模块330的输出提供的补偿时间时,飞行时间算法模块334向控制器204提供校正的飞行时间。

在一个实施方案中,数字滤波器322和换能器214的Q因数延时确定了在向控制器204提供飞行时间测量值之前接收脉冲测量值的传输的最大时间。数字滤波器品质因数延时332确定了感测电路300所需的延时,以向具有精确定时的控制器204提供校正的飞行时间。当在上升沿寄存器324处测出脉冲的第一幅度时,数字滤波器Q因数延时332的值被动态选定。随着测出数字滤波器Q因数延时332的增加,数字滤波器322的响应时间自动增加。然而,响应于检测到数字滤波器Q因数延时332的值低于预定Q因数延时值时,当检测脉冲幅度时,动态地输入换能器Q因数延时336。将动态测定的固定延迟整合到飞行时间校正算法中,使得感测电路能够适当地补偿向控制器204传输校正的飞行时间所需的时间,从而能够提高障碍物检测的准确性,同时保持校正的飞行时间的准确与实时报告。

在另一个实施方案中,当换能器214接收回波脉冲信号时,数字滤波器Q因数是固定的。选择数字滤波器Q因数以改进感测电路300的性能。例如,数字滤波器Q因数是Q5至Q20范围内的预先确定的Q因数。数字滤波器322的较高值使得数字滤波器322能够达到较高信噪比,或增加噪音抑制。然而,当选择较高Q因数值时,数字滤波器322的多普勒性能小于最优多普勒性能。当选择较低的数字滤波器Q因数值时,感测电路200的多普勒性能较好;然而,信噪比较低,使得较少噪声得到抑制。脉冲上升时间取决于数字滤波器322的所选Q因数;因此,数字滤波器Q因数延时332是向控制器204报告声学信号的校正的飞行时间的因数。例如,对于数字滤波器322的Q5品质因数值,脉冲信号从50%上升至100%的时间,是在Q10品质因数值的情况下脉冲信号从50%上升至100%所花费的时间的一半。针对较低Q数字滤波器设置,使用换能器Q因数延时336测定校正的飞行时间。在一个实施方案中,数字滤波器Q因数的值是预先确定的Q因数值。在测量开始之前选定数字滤波器Q因数,并且在测量持续过程维持相同的Q因数。在另一个实施方案中,选取较低Q因数和较高Q因数中的至少一者来对应于预定义的测量距离。在一个例子中,在较近距离(例如小于2.4米)从障碍物接收的反射得益于提高的信噪比;因此,应用较高(或增加的)Q因数。

图4示出了飞行时间校正示意图400和示例性校正查找表440,所述飞行时间校正示意图示出了由图3的感测电路300接收的经滤波脉冲信号。在飞行时间校正示意图400中,将时间表示在时间轴线412上,并且竖直轴线表示各种信号的幅度(单位为伏特)。另外,飞行时间示意图400包括脉冲测量波形406、阈值幅度404、峰值幅度402、示出回波比较信号的波形408、示出校正的回波比较信号的波形410、补偿时间418、飞行时间测量414和上升沿时间416。示例性校正查找表440包括补偿时间418和校正比例442。

飞行时间校正示意图400示出了应用于经滤波脉冲406的校正。上升沿检测器324检测脉冲测量值406何时与阈值幅度404相交,并且在相交点处的幅度被记录为第一幅度。在脉冲信号与阈值404第二次相交之前,由峰值检测器326检测到的第二幅度即峰值幅度402被记录为脉冲测量值406的最高峰值。继接收阈值幅度404和峰值幅度402之后,校正算法328测定校正比例442的值。校正比例442用于确定补偿时间418,具体方式为在具有点的有限选择的图表上选择校正比例442的值,然后根据与示例性校正查找表440相关联的值确定补偿时间418。飞行时间校正计算330确定补偿时间418。尽管在此例证中使用了示例性查找表,但是可在不使用查找表的情况下使用算法确定补偿时间418。另外,通过从在飞行时间算法334提供的上升沿时间416中减去补偿时间418来计算校正的飞行时间,即飞行时间测量值414。向控制器204报告校正的飞行时间。飞行时间校正示意图400中的波形408和波形410示出了与接收到脉冲测量值406时计算校正的飞行时间相关联的大范围调整时间。

图5示出了时序图500。时序图500包括脉冲信号510、输入/输出(I/O)线通信部520和I/O线通信部530。位于y轴线502和x轴线512上的脉冲信号510包括峰值检测值508、阈值504、飞行时间514、第一检测值516和检测时间518。I/O线通信部520包括y轴线502、x轴线512、信号522和后检测固定延迟524。I/O线通信部530包括y轴线502、x轴线512、信号532和Q因数延时534。

在时序图500中,当发射的声学信号遭遇障碍物时,在换能器214处接收脉冲信号510。脉冲信号510的幅度被报告在y轴线502上。脉冲信号测量值的时间跨度被报告在y轴线上。阈值504表示用于检测障碍物的存在的足够幅度。在第一检测值516处,所接收脉冲的幅度与阈值504相交。峰值检测值508是障碍物的最大测出点,高于阈值504。当脉冲信号510高于阈值504时,障碍物检测是主动的。

I/O线通信部520示出了当应用后测量固定延迟时,脉冲信号510如何经由I/O线传送。例如,当脉冲信号与阈值504相交时,脉冲信号510越过在第一检测值516处的阈值,并且作为具有下降沿的信号522经由I/O线向控制器204报告。较低脉冲识别对应于检测时间518的脉冲信号510的宽度。示出为固定延迟524的I/O线上升沿识别脉冲信号510何时下降到阈值504以下,从而对应于何时启动用于向控制器204报告飞行时间的滞后时间。

作为该后测量固定延迟的替代方案,在接收脉冲信号510的过程中,感测电路300在校正的飞行时间的算法中将Q因数固定延迟考虑在内。I/O线通信部530示出了当Q因数固定延迟与感测电路300相关联时脉冲信号510如何经由I/O线传送。例如,脉冲信号510由信号532表示为当脉冲信号510下降至阈值510以下时的下降沿。信号532的下降沿对应检测时间518的结束。将Q因数延迟534考虑到检测时间518中,因此避免了额外延迟诸如固定延迟524。

为进一步解释Q因数延时并入到检测时间518中,在一个例子中,当脉冲信号516与阈值504相交时,测定Q因数延时534。在换能器214处接收脉冲信号510。响应于接收到第一检测值516,确定Q因数延时534的持续时间。Q因数延时534确定在向控制器205提供飞行时间测量值514之前接收脉冲信号510的发射的最大时间。感测电路330确定Q因数延时534何时大于检测时间518。响应于Q因数延时534小于检测时间518,Q因数延时动态增加,从而增加了相关联部件诸如数字滤波器322和换能器214的响应时间。响应于Q因数延时534大于检测时间518,提供校正的的Q因数延时。在一个实施方案中,利用预定的对应于数字滤波器322和换能器214中至少一个的最大Q因数的固定延时。

图6的图表示出了在相对于声传感器的第一距离和第二距离处测出物体时的距离变化阈值的效果。飞行时间补偿图表600包括距离610、阈值612、压电A禁用602、压电B禁用604、压电A启用606和压电B启用608。飞行时间补偿图表630包括距离610、阈值612、压电A禁用632、压电B禁用634、压电A启用636和压电B启用638。

飞行时间补偿图表600示出了传感器例如幅度调制传感器和频率啁啾传感器,所述传感器接收当在飞行时间测量期间在2米距离处遭遇障碍物时的回波信号。在飞行时间补偿图表600中,距离610是以厘米计的障碍物的测出距离,阈值612对应于报告的阈值幅度中的方差,压电A禁用602对应于压电电子装置例如频率啁啾传感器,其中飞行时间补偿被禁用。同样地,压电B禁用604对应于压电电子装置例如幅度调制传感器,其中同样禁用飞行时间补偿。相似地,压电A启用606和压电B启用608分别对应于频率啁啾传感器和幅度调制传感器,其中启用飞行时间补偿。

在飞行时间补偿图表600的例子中,当预定的阈值相对于阈值612的幅度从10变化至60时,压电A禁用602和压电B禁用604模拟几乎3厘米的方差。对比地,针对压电A启用606和压电B启用608,当预定的阈值相对于阈值612的幅度从10变化至60时,识别1厘米忽略不计的方差。启用飞行时间补偿使测量准确度增加了至少2厘米。另外,启用飞行时间补偿显示,当飞行时间补偿启用时,飞行时间受到预定阈值的影响不大。

飞行时间补偿图表630示出了传感器例如幅度调制传感器和频率啁啾传感器,所述传感器接收当在飞行时间测量期间在3米距离处遭遇障碍物时的回波信号。在飞行时间补偿图表630中,距离610是以厘米计的障碍物的测出距离,阈值612对应于报告的阈值幅度中的方差,压电A禁用632对应于压电电子装置例如频率啁啾传感器,其中飞行时间补偿被禁用。同样地,压电B禁用634对应于压电电子装置例如幅度调制传感器,其中同样禁用飞行时间补偿。相似地,压电A启用636和压电B启用638分别对应于频率啁啾传感器和幅度调制传感器,其中启用飞行时间补偿。

在飞行时间补偿图表630的例子中,当预定的阈值相对于阈值612的幅度从10变化至60时,压电A禁用632和压电B禁用634模拟几乎2至3厘米的方差。对比地,针对压电A启用636和压电B启用638,当预定的阈值相对于阈值612的幅度从10变化至60时,识别1厘米或更小的忽略不计的方差。随着传感器和可检测物体之间的距离增加,启用飞行时间补偿使测量准确度增加了至少2厘米。另外,再一次启用飞行时间补偿显示,当飞行时间补偿启用时,飞行时间基本不受预定阈值的影响。

图7示出了用于检测障碍物的方法700的流程图,其中启用飞行时间补偿。在框702,在第一时间生成用于声换能器的声学信号。响应于在框704处遭遇障碍物的声学信号,在声换能器处检测脉冲。在框706,检测脉冲的上升沿何时与阈值相交。相交点处的脉冲的第一时间和第一幅度存储于框908。在框710,检测所接收脉冲的峰值幅度。在框712,峰值幅度作为所接收脉冲的第二幅度存储。在框714,向校正查找表提供乘以100的第一幅度和第二幅度的比例。在框716,从校正查找表抽取出补偿时间。在框718,从第一时间减去补偿时间,以确定经补偿的飞行时间。在框720,由于经补偿的飞行时间对应于障碍物的第一位置,所以确定障碍物的第一位置。在框722,在相当于小于Q因数延时的时间处,向控制器报告经补偿的飞行时间。过程在末端框结束。

虽然通过特定优选的实施方案和示例性实施方案描述了主题,但本说明书的前述附图和描述仅仅描绘了主题的典型实施方案,因此并不将前述附图和描述视为限制其范围,对本领域技术人员而言,许多备选方案和变型都将是显而易见的。本公开的各方面具有的特征可少于前文公开的单个实施方案的所有特征。

根据一个实施方案,声学距离测量电路包括发射机放大器、接收放大器、控制器和感测电路。发射机放大器具有适于耦接到声换能器的输出端,以向其提供声学信号和提供声换能器品质因数延时。接收机放大器具有适于耦接到声换能器以接收脉冲的输入端,以及输出端。控制器提供响应于声换能器的空间位置和响应于由声换能器检测到的背景噪音的测量结果来限定时间变化幅度信号的阈值。感测电路具有耦接至接收机放大器的输出端的输入端,和用于响应于阈值检测而提供校正的飞行时间测量值的输出端。感测电路定义声学信号响应于来自声换能器的声学信号的发射而行进至障碍物的第一位置的时间,并且检测在相对于声换能器的预定义距离内的障碍物。

根据该实施方案的一个方面,感测电路包括数字滤波器、上升沿检测器和峰值检测器,所述数字滤波器具有耦接至接收机放大器的输出端的输入端、用于提供经滤波信号的输出端、以及用于提供数字滤波器品质因数延时的输出端,所述上升沿检测器具有耦接至数字滤波器的输出端的输入端、和用于提供当自接收机放大器接收的脉冲的上升沿与阈值相交时的第一幅度和第一时间,并且所述峰值检测器具有耦接至数字滤波器的输出端的输入端、和用于根据经滤波信号响应于在相对于声换能器的预定义距离内检测到障碍物而在峰值时间提供自接收机放大器接收的脉冲的幅度的输出端。根据该方面,感测模块可包括第一校正模块和飞行时间校正模块,其中第一校正模块具有耦接至上升沿检测器和峰值检测器的输入端和用于提供校正比例的输出端,其中校正比例是当自接收机放大器接收的脉冲的幅度的上升沿与阈值相交时的第一幅度和在峰值时间自声换能器接收的脉冲的幅度的比例,并且飞行时间校正计算模块具有耦接至第一校正模块的输出端的输入端、用于接收数字滤波器品质因数延时的输入端、以及用于提供补偿时间的输出端,所述补偿时间用于根据经滤波信号响应于在相对于声换能器的预定义距离内的第一位置遭遇障碍物而计算声学信号的校正的飞行时间。

根据另一方面,感测电路包括飞行时间模块,所述飞行时间模块具有耦接至峰值检测器的输出端的输入端、耦接至飞行时间校正计算模块的输出端的输入端、以及用于响应于声学信号遭遇障碍物而提供声学信号的校正的飞行时间的输出端。在这种情况下,第一校正模块还可使比例乘以因数100。当从自接收机放大器接收的脉冲的幅度的上升沿与阈值相交时的第一时间中减去飞行时间校正计算模块的输出端提供的补偿时间时,飞行时间模块还可提供校正的飞行时间。当检测到脉冲幅度时,可动态选择数字滤波器品质因数延时。

根据又一方面,数字滤波器品质因数延时可动态确定感测电路的延时。如果是这样,响应于检测到数字滤波器品质因数延时低于预定的品质因数延时,当检测到脉冲幅度时,就可动态输入换能器品质因数延时。此外,随着测出数字滤波器品质因数延时的增加,数字滤波器的响应时间可自动增加。

在另一个实施方案中,声学距离测量电路包括发射机放大器、接收机放大器和感测电路。发射机放大器用于在第一时间生成用于声换能器的声学信号,其中声换能器发射声学信号以确定障碍物的第一位置。接收机放大器用于响应于声学信号在预定距离内遭遇障碍物而在声换能器处检测脉冲。感测电路用于响应于脉冲的上升沿与确定阈值的相交来检测第一时间和第一幅度,响应于检测到脉冲的第一峰值来检测第二幅度,并且当响应于检测到第一幅度和第二幅度而从校正查找计算表中抽取出补偿时间时确定在预定距离内声学信号的飞行时间,并且提供待从第一时间减去的补偿时间,其中补偿时间和第一时间的差值是飞行时间。

根据该实施方案的一个方面,估计预定距离内障碍物的第一位置,其中飞行时间对应于障碍物的第一位置的检测值。

根据另一方面,检测脉冲的上升沿,并且响应于检测到在确定阈值处的脉冲的上升沿,存储第一时间和第一幅度。根据该方面,可检测脉冲的第一峰值,其中脉冲的第一峰值是第二幅度,并且响应于检测到脉冲的第一峰值,存储第二幅度。在这种情况下,可检测第一幅度和第二幅度的比例,并且确定该比例还可包括向校正查找计算表提供乘以100的因数的第一幅度和第二幅度的比例。在这种情况下,可从校正查找计算表中抽取出补偿时间,其中补偿时间对应于校正查找计算表中的第一幅度和第二幅度的比例。

根据又一方面,可响应于声学信号与障碍物相交而检测脉冲的起点,并且可响应于当脉冲与所确定阈值相交时接收到第一幅度而确定品质因数延时,其中品质因数延时确定在向控制器提供飞行时间测量值之前接收脉冲测量的发射的最大时间。根据该方面,可确定当品质因数延时大于峰值检测时间时的时间,并且响应于品质因数延时小于峰值检测时间,品质因数延时可动态增加,从而增加对应的数字滤波器的响应时间,并且可向控制器提供校正的品质因数延时作为经调节最大飞行时间报告时间。

根据再一方面,可接收对应于所确定阈值的可编程值,其中所确定阈值是时间变化阈值。

根据另一方面,来自声换能器的声学信号可被滤波以提供经滤波信号,并且可响应于接收到经滤波信号来检测障碍物。

此外,尽管本文描述的一些实施方案包含其他实施方案中包含的一些特征,却未包含其中包含的其他特征,但本领域技术人员应当理解,不同实施方案的特征的组合意在属于本公开的范围,而且意在形成不同的实施方案。

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