一种频移键控编码方法、装置、超声波传感器和测距方法与流程

本申请涉及信号处理领域，尤其涉及一种频移键控编码方法、装置、超声波传感器和测距方法。

背景技术：

1、频移键控(frequency-shift keying，fsk)是一种允许根据数字调制信号改变载波频率而进行数据传输的数字调制技术。同时也是信息传输中使用得较早的一种调制方式，它的主要优点为实现起来比较容易，抗噪声与抗衰减的性能较好。所以在中低速数据传输中得到了广泛的应用。

2、目前最常见的是用两个频率承载二进制1和0的双频fsk系统。但是在传送0时，其频率较低，当传送1时，频率较高，在由传送0到传送1的变频时刻，虽然电信号可以做到无缝转变，但是对于最终被线圈带动的膜片而言，其机械振动因具有惯性而难以完成光滑的变化，从而导致失真。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提出一种频移键控编码方法、装置、超声波传感器和测距方法。

2、本申请实施例提出一种频移键控编码方法，包括：

3、获取待发送的数字信号对应的序列码组，其中，所述序列码组包括顺序排列的多个二进制码元；

4、对所述序列码组进行频移键控编码，其中，按照在载波幅度最高点时刻进行频率变化，以产生由所述顺序排列的各个二进制码元对应的频率形成的模拟信号，所述模拟信号携带有所述数字信号的内容信息。

5、进一步地，在上述的频移键控编码方法中，信号采样点所述二进制码元的类型包括0码元和1码元；所述对所述序列码组进行频移键控编码，包括：

6、将第一频率的载波表示所述0码元，第二频率的载波表示所述1码元；

7、其中，所述第一频率和第二频率满足：所述第一频率不等于所述第二频率，且所述第一频率与所述第二频率成倍数关系。

8、本申请的又一实施例还提出一种测距方法，信号采样点应用于超声波传感器，所述方法包括：

9、由发射端向目标对象发射探测信号，所述探测信号通过所述的频移键控编码方法产生；

10、由接收端对经由所述目标对象返回的信号以预设的采样频率进行采集，得到多个信号采样点；

11、基于滑动匹配算法对所述多个信号采样点进行处理，得到所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔；

12、根据所述时间间隔和预设超声波速度，计算得到所述目标对象的距离。

13、进一步地，在上述的测距方法中，所述基于滑动匹配算法对多个所述信号采样点进行处理，得到所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔包括：

14、基于滑动匹配算法和互相关函数，得到多个互相关函数值；

15、基于多个所述互相关函数值，获取所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔。

16、进一步地，在上述的测距方法中，所述基于滑动匹配算法和互相关函数，得到多个互相关函数值包括：

17、根据预设正交码通过所述的频移键控编码方法转换成基准波；

18、对所述基准波进行采集，得到一组连续预设数量的基准采样点，作为基准信号采样点组；

19、将所述信号采样点分成多个信号采样点组，每个所述信号采样点组由连续的预设数量的信号采样点构成；

20、基于所述互相关函数，对所述基准信号采样点组和多个所述信号采样点组进行滑动匹配，得到每个所述信号采样点组对应的互相关函数值。

21、进一步地，在上述的测距方法中，信号采样点所述得到每个信号采样点组对应的互相关函数值的计算公式为：

22、zm＝y1*xm+y2*x(m+1)+…+yn*x(m+n-1)；

23、其中，zm为互相关函数值，y1、y2、…、yn为基准信号采样点组，xm、x(m+1)、…、x(m+n-1)为信号采样点组，n为预设数量，m表示第m信号采样点组。

24、进一步地，在上述的测距方法中，所述基于多个所述互相关函数值，获取所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔包括：

25、从所述多个互相关函数值中获得最大互相关函数值；

26、获取所述最大互相关函数值对应的信号采样点组中的初始信号采样点的接收时间；

27、基于所述接收时间和所述探测信号的初始发射时间，计算发射端至接收端的时间间隔。

28、本申请的又一实施例还提出一种频移键控编码装置，信号采样点包括：

29、接收单元，用于获取待发送的数字信号对应的序列码组，其中，所述序列码组包括顺序排列的多个二进制码元；

30、产生单元，用于对所述序列码组进行频移键控编码，其中，按照在载波幅度最高点时刻进行频率变化，以产生由所述顺序排列的各个二进制码元对应的频率形成的模拟信号，所述模拟信号携带有所述数字信号的内容信息。

31、本申请的又一实施例还提出一种超声波传感器，信号采样点包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有计算机程序，所述处理单元通过调用所述存储单元中存储的所述计算机程序，执行如上述的频移键控编码方法的步骤。

32、本申请的又一实施例还提出一种计算机可读存储介质，信号采样点所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行如上述的频移键控编码方法的步骤。

33、本申请的实施例具有以下的有益效果：

34、本申请实施例提出一种频移键控编码方法，可以通过改变变频的时刻，使得变频时刻前后波的斜率不变，从而使得机械振动在变频时刻，即使有惯性也可以给予相关部件振动变化的时间，从而提高变化的光滑度，减小信号的失真，同时也降低相关部件的损耗程度。

技术特征：

1.一种频移键控编码方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的频移键控编码方法，其特征在于，所述二进制码元的类型包括0码元和1码元；所述对所述序列码组进行频移键控编码，包括：

3.一种测距方法，其特征在于，应用于超声波传感器，所述方法包括：

4.根据权利要求3所述的测距方法，其特征在于，所述基于滑动匹配算法对多个所述信号采样点进行处理，得到所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔包括：

5.根据权利要求4所述的测距方法，其特征在于，所述基于滑动匹配算法和互相关函数，得到多个互相关函数值包括：

6.根据权利要求5所述的测距方法，其特征在于，所述得到每个所述信号采样点组对应的互相关函数值的计算公式为：

7.根据权利要求4所述的测距方法，其特征在于，所述基于多个所述互相关函数值，获取所述探测信号从所述发射端发射至所述目标对象然后返回至所述接收端的时间间隔包括：

8.一种频移键控编码装置，其特征在于，包括：

9.一种超声波传感器，其特征在于，包括存储单元和处理单元，所述存储单元中存储有计算机程序，所述处理单元通过调用所述存储单元中存储的所述计算机程序，执行如权利要求1至2任一项所述的频移键控编码方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序适于处理器进行加载，以执行如权利要求1至2任一项所述的频移键控编码方法的步骤。

技术总结
本申请涉及信号处理领域，尤其涉及一种频移键控编码方法、装置、超声波传感器和测距方法，该频移键控编码方法包括：获取待发送的数字信号对应的序列码组，其中，序列码组包括顺序排列的多个二进制码元；对序列码组进行频移键控编码，其中，按照在载波幅度最高点时刻进行频率变化，以产生由顺序排列的各个二进制码元对应的频率形成的模拟信号，模拟信号携带有数字信号信息。本申请可以提高机械振动的变化的光滑度，减小信号的失真，同时也降低相关部件的损耗程度。

技术研发人员：孟欣,廖嘉业
受保护的技术使用者：北京像素软件科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12