一种用于无线测距的超声波测距方法及测距装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及超声波测距技术领域，特别涉及一种用于无线测距的超声波测距方法及测距装置。
【背景技术】
[0002]超声波传感器测距工作原理简单，不受环境光线干扰，常常被选择作为移动机器人测距传感器。但是传统的超声波测距是利用发射超声波并接收到反射波计算时间差进行测距。这种利用反射测距的限制较多，一次只能对单个目标点进行测距。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题之一是针对现有超声波无线测距所存在的问题而提供一种用于无线测距的超声波测距方法，该方法采用调制的方式发射超声波，在接收端接收超声波并解调来进行测距。本发明可以单个接收器同时接收不同发射器发射的超声波进行同时测距。
[0004]本发明所要解决的技术问题之二是提供一种实现上述用于无线测距的超声波的测距装置。
[0005]本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种用于无线测距的超声波测距方法，包括安装在基准点的发射端和安装在待测距目标上的接收端，其中，所述发射端使用伪随机码扩展信号频谱，每个发射端使用不同的伪随机码序列；所述将所述发射端的伪随机码序列或该伪随机码序列的差分通过频率为fc的载波进行调制，滤波后得到一调制信号，该调制信号通过超声波发射器发射出去；所述接收端接收到一发射端所发射的超声波信号后，首先进行滤波，然后对所接收到的超声波信号进行解调得到一解调信号，该解调信号使用接收端的本地伪随机码序列进行累积，对累积值进行峰值检测，根据峰值计算得到接收端接收到超声波的时刻，再进一步计算得到接收端与发射端的距离。
[0007]在本发明的一个优选实施例中，所述伪随机码序列是选取值为I与-1的伪随机序列，并且该序列的差分序列依然有很好的相关性。
[0008]在本发明的一个优选实施例中，所述对所接收到的超声波信号进行解调得到一解调信号具体是使用接收端本地产生的超声波载波对所接收到的超声波信号进行解调得到所述解调信号。
[0009]在本发明的一个优选实施例中，所述对所接收到的超声波信号进行解调得到一解调信号具体是将所接收到的超声波信号延迟随机码片长度的整数倍并与原始所接收到的超声波信号进行解调得到所述解调信号。
[0010]在本发明的一个优选实施例中，所述发射端的滤波和所述接收端的滤波采用高通或带通滤波器滤波。
[0011]一种用于无线测距的超声波测距装置，包括安装在基准点的发射端和安装在待测距目标上的接收端，其中，每一发射端使用伪随机码扩展信号频谱，每个发射端使用不同的伪随机码序列；
[0012]所述发射端包括:
[0013]伪随机码调制单元，所述伪随机码调制单元将发射端的伪随机码序列或该伪随机码序列的差分通过频率为fc的载波进行调制得到一滤波前调制信号；
[0014]第一滤波单元，所述第一滤波单元与所述伪随机码调制单元信号连接，对所述伪随机码调制单元发送的滤波前调制信号进行滤波得到滤波后的调制信号；
[0015]超声波发送单元，所述超声波发送单元与所述滤波单元连接，将所述滤波单元产生的调制信号以超声波的形式发送输出；
[0016]所述接收端包括:
[0017]—超声波接收单元，所述超声波接收单元接收所述超声波发送单元所发送的超声波信号；
[0018]—第二滤波单元，所述第二滤波单元与所述超声波接收单元连接，对所述超声波接收单元所接收的超声波信号进行滤波得到一滤波后的调制信号；
[0019]一信号解调单元，所述信号解调单元与所述第二滤波单元信号连接，对第二滤波单元滤波后的调制信号进行解调得到一解调信号；
[0020]一峰值检测单元，所述峰值检测单元与所述信号解调单元信号连接，对所述信号解调单元送来的解调信号使用接收端的本地伪随机码进行累积，对累积值进行峰值检测；
[0021]一记录单元，所述记录单元与所述峰值检测单元连接，记录峰值检测单元检测到峰值的时间进行记录；
[0022]—计算距离单元，所述计算距离单元与所述记录单元连接，依据所述记录单元所记录的峰值出现施加计算待待测距目标与基准点之前的距离。
[0023]在本发明的一个优选实施例中，所述伪随机码序列是选取值为I与-1的伪随机序列，并且该序列的差分序列依然有很好的相关性。
[0024]在本发明的一个优选实施例中，所述信号解调单元对所接收到的超声波信号进行解调得到一解调信号具体是使用接收端本地产生的超声波载波对所接收到的超声波信号进行解调得到所述解调信号。
[0025]在本发明的一个优选实施例中，所述信号解调单元对所接收到的超声波信号进行解调得到一解调信号具体是将所接收到的超声波信号延迟随机码片长度的整数倍并与原始所接收到的超声波信号进行解调得到所述解调信号。
[0026]在本发明的一个优选实施例中，所述第一滤波单元和第二滤波单元采用高通滤波器或带通滤波器。
[0027]由于采用了如上的技术方案，本发明的优点是采用发射与接收端分离的模式，接收端可以在任何能够接收到发射器信号的地方测量与发射器的距离。并且每个发射端可以把独有的编号信号调制到发射信号中，接收器可以解调恢复出信号的编号信息来区别接收到信号的来源，这样可以同时测量与多个发射器的距离。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的用于无线测距的超声波测距装置的原理示意图。
[0029]图2为本发明的用于无线测距的超声波测距装置中发射端的伪随机码调制流程示意图。
[0030]图3为本发明的用于无线测距的超声波测距装置中发射端的差分伪随机码调制流程示意图。
[0031]图4为本发明的用于无线测距的超声波测距装置中接收端采用相干解调方式的流程示意图。
[0032]图5为本发明的用于无线测距的超声波测距装置中接收端采用非相干解调方式的流程示意图。
【具体实施方式】
[0033]参见图1，图中给出的用于无线测距的超声波测距装置，包括安装在基准点的发射端100和安装在待测距目标上的接收端200，其中，每一发射端100使用伪随机码扩展信号频谱，每个发射端使用不同的伪随机码序列；伪随机码序列是选取值为I与-1的伪随机序列，并且该序列的差分序列依然有很好的相关性。
[0034]发射端100包括伪随机码调制单元110、滤波单元120和超声波发送单元130，伪随机码调制单元110将发射端100的伪随机码序列或该伪随机码序列的差分通过频率为fc的载波进行调制得到一滤波前调制信号，具体参见图2和图3。
[0035]滤波单元120与伪随机码调制单元110信号连接，