[发明专利]自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法

权利要求书

1.一种自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，n边形的底座的n个角设置基座，基座上设置超声探头，n为大于等于3的自然数，n个超声探头存在高度差，n个超声探头具有不同的发射超声频率，n个超声探头分别发射不同频率的超声并监测接收反射信号，依照时间间隔的计算公式，设定优化目标函数，使用牛顿法进行此优化问题的迭代求解得到测量距离。

2.如权利要求1所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，采用n个规格相同的收发一体超声探头，分别使用不同高度填充物进行垫高。

3.如权利要求2所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，n个超声探头分别为垫高0厘米、c厘米、2c厘米、……、(n-1)c厘米，c为单位间隔，测量距离为垫高0厘米的超声探头与目标物之间的距离。

4.如权利要求1～3之一所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，n个超声探头发射超声频率依次有倍程差异。

5.如权利要求1～3之一所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，每一个收发探头发射某频率超声后即开始监测计时，只有当收到发送频率的回声时才终止计时。

6.如权利要求1～3之一所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，n取4，方形底座的四个基座上设置超声探头，四个超声探头存在高度差，,4个超声探头分别为垫高0厘米、4厘米、8厘米、12厘米，四个超声探头具有不同的发射超声频率，四个超声探头分别发射不同频率的超声并监测接收反射信号，分别记为t₀、t₁、t₂和t₃，s为超声探头到测距物表面的距离，v为声速，u风速；

列出以下方程，

求优化目标函数

使用牛顿法进行此优化问题的迭代求解:

迭代初值迭代方向迭代步长系数ρ＝0.01，迭代式子为迭代终止条件为

如此，迭代得出所需的测量距离s。

7.如权利要求6所述的自适应于声源高速移动和环境疾风的高精度超声测距方法，其特征在于，4个超声探头分别发射不同频率规格的超声，垫高0厘米的超声探头发射20K赫兹、垫高4厘米的超声探头发射40K赫兹、垫高8厘米的超声探头发射80K赫兹、以及垫高12厘米的超声探头发射160K赫兹的超声。