一种车辆超声波传感器校正方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据外界温度变化自动调整配置参数的超声波传感器系统，通过 调整参数能够保证超声波传感器的覆盖范围的一致性和障碍物距离计算的准确性。
【背景技术】
[0002] 众所周知，超声波传感器用于许多驾驶员辅助应用从而辅助车辆驾驶员。在送样 的机动车辆应用中，超声波传感器利用通过空气的声波确定物体存在并且确定其距离。
[0003] 当外部空气的温度（即围绕车辆的外部空气的温度）改变和/或传感器的温度改 变时，超声波传感器检测物体并报告它们的距离的能力会受到不利影响。为了辅助减轻送 样的超声波传感器的性能的送样的基于温度的变化性，车辆系统典型地使用外部空气温度 数据，外部空气温度数据用于向车辆使用者显示外部温度从而补偿与超声波传感器性能有 关的温度的改变。
[0004] 现有技术存在的问题：
[0005] 超声波传感器的探头是物理器件，不同温度条件下，探头的机械振动的强度和接 收回波的灵敏度会有微小的差异。
[0006] 超声波在空气中的传播根据温度的不同会有一些偏差，超声波本身特性导致不同 温度条件下声速不同，送种偏差会影响基于超声波传感器的半自动泊车辅助系统的精度和 最终泊车位置。
【发明内容】
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供了一种车辆超声波传感器校正方法 及系统，该系统包括一个CPU模块、一个温度传感器及至少一个超声波传感器。该方法及 系统采用温度传感器检测外界温度，由CPU模块计算出与所期望检测精度相匹配的配置参 数，动态的配置超声波传感器，使得超声波传感器检测的覆盖范围在不同温度下保持一致， 同时通过CPU模块计算出该温度下的声速，W该声速值计算所检测到的外界障碍物的距 离，从而确保系统检测障碍物距离的精度。本方法及系统仅需少量的CPU资源，就能够计算 出所需的配置参数和声速，保证了不同温度下超声波传感器系统障碍物距离检测及车辆行 驶时障碍物形状检测的精度要求和一致性要求。
[0008] 采用的技术方案是；一种车辆超声波传感器校正方法，包括W下步骤：
[0009] S1、温度传感器检测外界温度；
[0010] S2、CPU模块计算出该温度下对应的声速，当外界温度升高或降低时，计算的声速 将相应地增大或减小；
[0011] S3、W该声速值计算检测到的外界障碍物的距离，该距离汇合形成超声波传感器 的覆盖范围；
[0012] S4、当外界温度变化时，自动调整超声波传感器的配置参数，维持超声波传感器的 覆盖范围。
[0013] 优选地，S4中，当外界温度升高时，超声波传感器的灵敏度降低，通过升高增益和 /或电流，W及降低感度，维持超声波传感器的覆盖范围；
[0014] 当外界温度降低时，超声波传感器的灵敏度上升，通过降低增益和/或电流，W及 升高感度，维持超声波传感器的覆盖范围。
[0015] 优选地，S2中，CPU模块计算声速的理论公式为
其中，T为 摄氏温度，V为声速。
[0016] 优选地，S2中，包括W下步骤：
[0017] Ml、将零下40摄氏度到零上60摄氏度范围内的温度每隔10度取一个值；
[0018] M2、通过理论公式
计算出所取温度对应的声速，并在系统中 建立表格；
[0019] M3、当获取到外界温度后，通过查找表格，确定温度的坐落范围；
[0020] M4、通过线性公式，获取当前温度对应的声速的估计值V肖度；
[002" 线性公式为；V当前温度二V下限温度+灯当前温度-T下限温度）/灯上限温度-T下限温度）*(V上限温度-V 下限温度)；
[002引其中，V当前温度为当前温度对应的声速，V了限温度为零下40度时对应的声速，T当前温度 为当前温度，TTpggg为零下40度，为零上60度，为零上60度时对应的声速。
[0023] 优选地，S2中，包括W下步骤：
[0024] N1、将零下40摄氏度到零上60摄氏度范围内的温度每隔10度取一个值；
[00巧]N2、通过理论公式
十算出所取温度对应的声速，并在系统中 建立表格；
[0026] N3、当获取到外界温度后，通过查找表格，确定温度的坐落范围；
[0027] M、设置每个温度对应的权重因子；
[002引其中，化ctor为权重因子，K上限温度为零上60度时对应设定的权重因子，K了限温度为 零下40度时对应设定的权重因子，T上限温度为零上60度，T了限温度为零下40度，T当前温度为当 前温度；
[0030] N5、通过化。1:〇1·，计算出当前温度对应的声速；V当前温度=V 4〇+Facto;r*T当前温度；
[0031] 其中，V肖貞为权重因子校正后的声速，V 4。为零下40度时对应的声速，Factor为 权重因子，为当前温度。
[0032] 优选地，S4中，包括W下步骤：
[0033] F1、将零下40摄氏度到零上60摄氏度范围内的温度每隔10度取一个值，W 0摄 氏度为基准，设置一组超声波传感器的配置参数；
[0034] F2、每10度将设置一组增减因子；
[0035] F3、当温度发生变化时，根据温度所在的范围和配置的参数，重新计算出新的配置 参数，并对超声波传感器进行配置。
[0036] -种车辆超声波传感器系统，包括一个CPU模块、一个温度传感器及至少一个超 声波传感器；所述温度传感器检测外界温度，所述CPU模块获取温度传感器的信号并由CPU 模块计算出与所期望检测精度相匹配的配置参数，动态的配置超声波传感器。
[0037] 优选地，所述CPU模块直接通过A/D采样获得温度参数或者通过总线获得温度参 数。
[003引优选地，所述的配置参数为感度和/或增益和/或电流。
[0039] 本发明的有益效果是：提供了一种车辆超声波传感器校正方法及系统，该系统包 括一个CPU模块、温度传感器及至少一个超声波传感器。该方法及系统采用温度传感器检 测外界温度，由CPU模块计算出与所期望检测精度相匹配的配置参数，动态的配置超声波 传感器，使得超声波传感器检测的覆盖范围在不同温度下保持一致，同时通过CPU模块计 算出该温度下的声速，W该声速值计算所检测到的外界障碍物的距离，从而确保系统检测 障碍物距离的精度。本方法及系统仅需少量的CPU资源，就能够计算出所需的配置参数和 声速，保证了不同温度下超声波传感器系统障碍物距离检测及车辆行驶时障碍物形状检测 的精度要求和一致性要求。
【附图说明】
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据 送些附图获得其他的附图。
[0041] 图1车辆超声波传感器校正方法流程图
[0042] 图2车辆超声波传感器系统原理图
【具体实施方式】
[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044] -种根据外界温度动态调节配置参数的超声波传感器系统，该系统包括一个CPU 模块，一个高精度温度传感器及至少一个W上的超声波传感器。该方法及系统通过温度传 感器检测外界温度，或者通过CAN等通信总线获取安装在车上其他模块的温度传感器的信 号，根据外界温度计算出配置参数，动态的配置超声波传感器，使超声波传感器的覆盖范围 保持一致。同时，系统根据外界温度计算出声速，W该声速值计算所检测到的外界障碍物的 距离，保证距离计算的准确性。
[0045] 根据广泛实验得出的理想条件下，声速和温度的关系为：v=331*/f早巧巧巧i。
[004引其中T为摄氏温度，V为温度为T时的相应的声速。
[0047] 当温度为零下20度时，计算出来的声速为318. 6m/s。
[004引 当温度为零上20度时，计算出来的声速为342. 9m/s。
[0049] 根据零上20度检测为4m的距离和零上20度与零下20度相对于的速度差，计算 出检测距离相差为：4-318. 6*4/342. 9 = 0. 29m相差值严重影响泊车辅助系统在车位测量 的精度；故需要对超声波测量障碍物精度进行相应的温度补偿措施。
[0050] 超声波传感器的参数配置包括；感度、增益及电流。其中，感度是超声波的接收回 波后，对模拟信号处理时，认可的电压高度，不同距离的障碍物的回波的感度不一样。增益 是超声波传感器的探头在接收到反馈回来的超声波时，有机械振动参数的模拟信号，由于 反馈信号过于微小，所W需要增加放大处理，从而使回波能够被系统识别。电流的作用和增 益的作用类似。
[0051] 当外界温度变化时，超声波传感器的探头的灵敏度会改变，导致传感器的覆盖范 围无法保持一致。当温度上升时，由于超声波衰减程度变大，最终表现出来的效果是覆盖范 围变小；当温度下降时，由于超声波衰减程度减小，最终表现出来的效果是覆盖范围变大。
[0052] 本系统通过倒车辅助或者停车辅助系统上设置温度传感器或者从车辆总线上获 取外界温度，根据不同温度条件动态的配置超声波传感器的参数，从而使超声波传感器单 体的覆盖范围或者由超声波传感器组成的倒车辅助和停车辅助系统的整体覆盖范围在不 同温度条件下保持一致。
[0053] 当车辆在借助基于超声波雷达的停车辅助系统时，为了提高停车系统的最终停车 位置的精度，需要精确地周边环境情况，包括障碍物车辆的位置，有无路沿及路沿的位置， 与车位对立面的车辆或路面情况。由于借助超声波雷达测量障碍物（车、路沿及墙等）的 距离，基于超声波本身特性导致不同温度条件下声速不同。故在不同外界温度条