[发明专利]近区中的超声测距

说明书

交叉参考相关申请

[0001]本申请按照35U.S.C.§119(e)，要求美国临时专利申请序列号No.60/662,875的优先权，该申请于2005年3月16日提交。

技术领域

[0002]本发明一般针对超声测距装置，尤其是针对用于近区中测距的超声测距装置。

背景技术

[0003]超声测距装置可以用于检测目标物的存在和/或离目标物的距离，诸如位于地下或贮存在封闭容器中的物体。超声测距装置一般通过产生超声信号或脉冲而工作，该超声信号或脉冲在遇到目标物时被反射。测距装置可以收听反射的超声信号或回波信号，并测量信号的发送时间和回波信号的接收时间之间的周期。通过测量该时间周期，测距装置可以确定装置和目标物之间的距离。例如，把测距装置放置在贮存桶顶部，以测量从贮存桶顶部到桶内材料上表面的距离。因此，测距装置可以用于确定桶内材料的高度。

[0004]一些超声测距装置可以包括换能器，既用于产生超声信号也用于接收或检测从目标物反弹回来的回波信号。这种装置常常有称为“近区”的参数，它是指测距装置能够测量的最小距离。换句话说，测距装置不能测量位于近区内的目标物的距离。

[0005]近区的限制，可以因换能器在它产生超声信号或脉冲之后常常出现的“减幅振荡”效应引起。减幅振荡是指一系列(衰减)信号，这些信号常常由换能器在输入电信号不再加于换能器之后产生的。更大的输入电信号可以增加产生的超声信号的振幅和换能器中的减幅振荡时间(例如，使换能器达到最大振幅的90％，或降到零振幅以上10％所用时间)。换能器中的减幅振荡，由于信号的干扰(即，回波信号的振幅可以小于衰减信号的振幅)，可能限制换能器检测从近距离目标物来的回波信号的能力。因此，测距装置可能既不能检测目标物的存在，也不能确定离目标物的距离，由此限制测距装置的使用率。所以，对克服这些困难，能在近区中进行超声测距的超声测距装置，存在需求。

发明内容

[0006]下面说明的实施例，仔细考虑一种用于在近区中的超声测距装置和方法。在一个实施例中，该装置可以包括用于产生超声信号并用于检测回波信号的换能器。该装置还可以包括根据第一时间周期和第二时间周期，计算离目标物距离的处理器，该第一时间周期是当目标物位于该近区之外时，由第一组超声信号定义，而该第二时间周期是当目标物位于该近区之内时，由第二组超声信号定义。在另一个实施例中，该装置可以包括换能器和处理器，该处理器用于调整产生的超声信号的振幅，直到第一回波信号在换能器上被检测为止。该处理器可以根据产生的超声信号和第一回波信号之间的时间周期，计算离目标物的距离。

[0007]该方法可以包括产生超声信号、检测第一回波信号、确定由产生的超声信号和第一回波信号定义的第一时间周期、和把第一时间周期与第二预定时间周期比较。如果第一时间周期小于第二预定时间周期，则检测至少一个附加的回波信号，确定由相继回波信号定义的第三时间周期，把第一时间周期与第三时间周期比较，和使用基于比较结果的时间周期，计算离目标物的距离。

[0008]上面给出的本发明概述，是为了以简化的形式介绍选择的概念，这些概念在下面的具体实施方式中还要详细说明。上面的概述，不准备用于辨别权利要求主题的关键的特性或实质的特性，也不准备用于帮助确定权利要求主题的范围。

附图说明

[0009]当结合附图阅读前面本发明的概述及下面对优选实施例的详细说明时，可以对它们有更好地了解。为了说明的目的，各图画出示例性的实施例，但是，本发明不受公开的特定方法和手段的限制。附图有：

[0010]图1A是按照一个实施例的超声测距装置的方框图；

[0011]图1B是按照一个替代实施例的超声测距装置的方框图；

[0012]图2A是振幅对时间的信号曲线的一个例子，表明产生的超声信号和从位于近区以外的目标物相应的反射回波信号；

[0013]图2B是振幅对时间的信号曲线的一个例子，表明产生的超声信号和从位于近区之内的目标物相应的反射回波信号；

[0014]图3A和3B是振幅对时间的信号曲线例子，表明产生的超声信号振幅与减幅振荡持续时间之间的关系；

[0015]图4是流程图，表明近区中超声测距方法的一个例子；和

[0016]图5是流程图，表明近区中超声测距方法的另一个例子。

具体实施方式