距离测量装置及距离测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种距离测量装置及距离测量方法，尤其涉及一种用于侦测移动车辆的距离测量装置及距离测量方法。
【背景技术】
[0002]传统测量距离的方法可以利用超声波，其方法是通过超声波收发装置发送超声波信号，并且接收从物体反射回来的超声波信号，以计算超声波收发装置和被反射的物体之间的距离，其距离可由超声波收发装置接收反射的超声波信号与发送超声波信号的时间差乘以声速然后除以2得到。然而，当物体有效反射面积越小时，所述方法测量的距离的精确度就越差，因此无法有效地运用在侦测行驶中车辆间的距离；此外，当物体距离超声波收发装置越远时，相对超声波收发装置接收回传超声波信号的时间也越长，接受到的讯号也越差，依据测试实验，传统的方法其可侦测的距离不超过10米，因此，并不适合用于侦测行驶中车辆间的距离。
[0003]对于行驶中的车辆，还有一种传统方法可以侦测其它行驶车辆的位置，其方法是每一个行驶的车辆利用全球定位系统(Global Posit1ning System, GPS)将其位置上传至服务器，然后通过服务器根据每个车辆的位置估算自己与其它车辆的距离。然而，通过全球定位系统无法实时侦测其它车辆的距离，且其效率受限于网络上传和下载数据的速度，无法直接地实际运用全球定位系统来侦测行驶中车辆间的距离。因此，对于驾驶者来说，上述的方法都无法实时且准确地知道其它车辆与行驶中的车辆之间的距离。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种距离测量装置及距离测量方法，该距离测量装置及距离测量方法通过全球定位系统精准地同步计时，并且由距离测量装置主动接收外部发送的超声波信号，驾驶者可实时且准确地知道其它车辆与行驶中的车辆之间的距离。
[0005]为解决上述的问题，本发明提供一种距离测量装置，包括:全球定位系统模块、超声波收发模块以及控制模块。全球定位系统模块用以产生脉冲信号。超声波收发模块用以产生与发送第一超声波信号以及接收来自物体发送的第二超声波信号。控制模块电性耦接全球定位系统模块及超声波收发模块。当控制模块接收脉冲信号时，控制模块控制超声波收发模块产生及发送第一超声波信号，并且判断超声波收发模块是否在第一期间内接收到第二超声波信号；当超声波收发模块在第一期间内接收到第二超声波信号时，控制模块根据接收第二超声波信号与发送第一超声波信号的时间差来决定距离测量装置与物体之间的距离。
[0006]根据本发明一个实施例，所述超声波收发模块包括超声波发送单元及超声波接收单元，超声波发送单元用以发送所述第一超声波信号，超声波接收单元用以接收所述第二超声波信号；当所述控制模块接收所述脉冲信号时，所述控制模块开启超声波发送单元以发送所述第一超声波信号。
[0007]根据本发明一个实施例，所述控制模块开启所述超声波发送单元达第二期间后，所述控制模块关闭所述超声波发送单元以停止发送所述第一超声波信号。
[0008]根据本发明一个实施例，在所述控制模块关闭所述超声波发送单元达第三期间后，所述控制模块开启所述超声波接收单元以接收所述第二超声波信号。
[0009]根据本发明一个实施例，当所述超声波接收单元并未在所述第一期间内接收到所述第二超声波信号时，所述控制模块关闭所述超声波接收单元。
[0010]根据本发明一个实施例，所述距离测量装置还包括警示模块，所述警示模块电性耦接所述控制模块，所述警示模块用以产生警示信号，当所述时间差小于门槛时间时，所述控制模块开启警示模块以产生警示信号。
[0011]根据本发明一个实施例，所述门槛时间为所述第二超声波信号行经一安全距离所需要的时间。本发明还涉及一种距离测量方法，包括:接收由全球定位系统模块产生的脉冲信号；根据脉冲信号产生并且发送第一超声波信号；判断在第一期间内是否接收到第二超声波信号；当在第一期间内接收到第二超声波信号时，根据接收第二超声波信号与发送第一超声波的时间差来决定距离。
[0012]根据本发明一个实施例，接收所述脉冲信号第二期间后，停止发送所述第一超声波信号。
[0013]根据本发明一个实施例，停止发送所述第一超声波信号达第三期间后，开始判断在所述第一期间内是否接收到所述第二超声波信号。
[0014]本发明的有益效果:本发明涉及一种距离测量装置及距离测量方法，通过全球定位系统精准地同步计时，并且由距离测量装置主动接收外部发送的超声波信号，驾驶者可实时发现在安全距离内是否有其它车辆接近行驶中的车辆。另一方面，其它车辆与设置距离测量装置的车辆间的距离的判断可以更加精确，并且其可侦测的距离也可增加至数百米。
[0015]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0016]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0017]附图中，
[0018]图1为本发明第一实施例的距离测量装置的方块示意图；
[0019]图2为本发明第二实施例的距离测量装置的方块示意图；
[0020]图3为本发明第二实施例的距离测量方法的流程图；以及
[0021]图4为本发明第二实施例的距离测量方法中步骤S370的流程图。
【具体实施方式】
[0022]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0023]关于本文中所使用的“约”、“大约”或“大致约” 一般通常是指数值的误差或范围在百分之二十以内，较好地是在百分之十以内，而更佳地则是在百分之五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如“约”、“大约”或“大致约”所表示的误差或范围。
[0024]请参照图1，图1为本发明第一实施例的距离测量装置的方块示意图。在第一实施例中，距离测量装置100可设置于行驶的车辆中并且用以侦测是否有其它车辆接近所述行驶的车辆，然而本发明并不局限于此。距离测量装置100包含全球定位系统(GlobalPosit1ning System, GPS)模块110、超声波收发模块120及控制模块130。全球定位系统模块110用以产生脉冲信号PUS。超声波收发模块120用以产生及发送第一超声波信号USSl以及接收来自物体(例如:其它行驶的车辆)发送的第二超声波信号USS2。控制模块130电性耦接全球定位系统模块110及超声波收发模块120。当控制模块130接收脉冲信号TOS时，控制模块130控制超声波收发模块120产生及发送第一超声波信号USSl。另外，控制模块130还判断超声波收发模块120是否在第一期间Tl内接收到其它车辆发送的第二超声波信号USS2。当超声波收发模块120在第一期间内接收到第二超声波信号USS2时，控制模块130根据接收第二超声波信号USS2与发送第一超声波信号USSl的时间差来决定距离测量装置100与所述物体(也就是，其它行驶的车辆)之间的距离。
[0025]在第一实施例中，脉冲信号PUS可以是周期为I秒的秒脉冲信号(Pulse PerSecond，PPS)。由于全球定位系统输出秒脉冲信号的时间与国际标准时间的同步误差不超过I微秒(us)，因此适合用来作为同步计时的基准。
[0026]在第一实施例中，当控制模块130接收到全球定位系统模块110产生的脉冲信号PUS时，控制模块130控制超声波收发模块120产生及发送第一超声波信号USSl，并且记录发送第一超声波信号USSl的时间为t0。接着，控制模块130判断超声波收发模块120在第一期间Tl内是否接收到其它车辆发送的第二超声波信号USS2。
[0027]当超声波收发模块120在第一期间Tl内接收到第二超声波信号USS2时，控制模块130记录接收第二超声波信号USS2的时间为tl。然后，控制模块130即可根据接收第二超声波信号USS2及发送第一超声波信号USSl的时间差(tl-t0)来决定其它车辆与距离测量装置100之间的距离，其中距离可以通过当下温度的声速乘以时间差得到。例如，在温度25°C下的声速大约是340米/秒，控制模块130可通过式子:340X (tl_t0)得到其它物体与距离测量装置100之间的距离。
[0028]在第一实施例中，其它行驶的车辆也可以包含距离测量装置100。因此，当全球定位系统模块110同步产生脉冲信号PUS时，所有车辆都根据脉冲信号PUS产生并发送第一超声波信号USS1。若其中之一车辆在第一期间Tl内接收到第二超声波信号USS2(也就是，其它车辆发送的第一超声波信号USSl )，所述车辆就可根据接收第二超声波信号USS2与发送第一超声波信号USSl的时间差来决定所述车辆与其它车辆的距离。
[0029]由于全球定位系统模块110产生脉冲信号F1US时,其同步计的误差不大于I微秒，因此，距离测量装置100接收到其它车辆发送的第二超声波信号USS2，其误差时间并不会大于I微秒。换句话说，其它车辆与距离测量装置100的距离误差并不会大于I毫米(mm)。因此，距离测量装置100可精准地判断与其它车辆的距离，并且使其可侦测的距离增加。
[0030]进一步来说，第一期间Tl的长度可以根据环境以及使用者的需求设定。在第一实施例中，第一期间Tl可以是小于I秒的预设时间长度，例如:0.9秒，其换算的距离大约是300米。一般来说，行驶的车辆在大约300米左右的合理范围内侦测到有其它车辆接近时即可作出反应；换句