[发明专利]一种超声波传感器及侦测方法

说明书

本发明公开了一种超声波传感器及侦测方法，包括两个或两个以上的传声器：传声器1、传声器2、……、传声器n，n≥2，其分别具有不同的主工作频率K1、K2、……、Kn，各个传声器均为集发射与接收功能为一体的传声器；其中，至少一个传声器设置有一个副工作频率，该副工作频率与另一个传声器的主工作频率相同，具有相同工作频率的两个传声器组合在一起形成收发传声器组，该收发传声器组中的一个传声器用于发射信号、另一个传声器用于接收回波信号。本发明既保证了远距离具有较高的侦测反应速度，也大幅减小或消除了传感器的盲区，且近距离也具有较高的侦测反应速度，传感器具有较优异的侦测性能，便于广泛运用于汽车、无人机、无人车、安防、机器人等领域。

技术领域

本发明涉及一种超声波传感器及侦测方法。

背景技术

超声波传感器广泛运用于汽车、无人机、无人车、机器人等各类交通工具及工业、电子设备等上。因为超声波自身传播速度(340米/秒)的限制，超声波传感器的侦测反应速度受到很大的影响。

为了提高超声波传感器的侦测反应速度，本发明人在已申请发明CN105549022A中提出一解决方案：单个超声波传感器集成多个不同频率规格传声器(也称换能器)，按一定的时序工作，大幅缩减传感器的侦测反应周期，以大幅提高传感器的侦测反应速度。

但专利CN105549022A的技术方案中，传感器的各传声器皆采用不同的工作频率(或称频点，如40K、58K等，单位：赫兹),及方案本身所采用的侦测方法较为单一，因此CN105549022A方案传感器也如传统单传声器传感器一样存在盲区，该盲区通常为15厘米至45厘米。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种侦测反应速度快、侦测盲区小的超声波传感器，本发明的另一目的是提供一种实施上述超声波传感器的侦测方法。

为实现上述目的，本发明一种超声波传感器，包括两个或两个以上的传声器：传声器1、传声器2、……、传声器n，n≥2，其分别具有不同的主工作频率K1、K2、……、Kn，各个传声器均为集发射与接收功能为一体的传声器；

其中，至少一个传声器设置有一个副工作频率，该副工作频率与另一个传声器的主工作频率相同，具有相同工作频率的两个传声器组合在一起形成收发传声器组，该收发传声器组中的一个传声器用于发射信号、另一个传声器用于接收回波信号；

或者，至少两个传声器具有相同的副工作频率，并且该副工作频率与各个传声器的主工作频率均不相同，具有相同副工作频率的两个传声器组合在一起形成收发传声器组，该收发传声器组中的一个传声器用于发射信号、另一个传声器用于接收回波信号。

进一步，当传感器侦测到近距离S内没有物体时，所述传声器1、传声器2、……、传声器n分别以主工作频率K1、K2、……、Kn，以均匀、相近的时间间隔轮流进行发射信号，并对回波信号进行接收。

进一步，当传感器侦测到近距离S内没有物体时，传感器侦测量程为Lf，所述传声器1、传声器2、……传声器n，单个传声器侦测周期为Tf，在侦测周期Tf内，各传声器依次进行发射；

其中，传声器1与传声器2开始发射时间间隔为Tfj1；传声器2与传声器3开始发射时间间隔为Tfj2；之后的传声器工作形式以此类推；传声器n与下一周期传声器1开始发射时间间隔为Tfjn；

Tfj1≈Tfj2≈……≈Tfjn≈Tf/n，Tfj1+Tfj2+……+Tfjn＝Tf；在一个侦测周期Tf内形成n次发射信号、回波信号。

进一步，在工作时间内，所述传声器1、传声器2、……传声器n按照设定的顺序、设定的时间间隔来发射信号；传感器根据各个传声器回波信号的接收顺序与各个传声器的发射顺序的一致性，以及各个传声器回波信号的时间间隔与各个传声器的开始发射时间间隔的一致性，来判别物体的侦测结果，获得侦测距离d，并以此提高传感器的侦测反应速度。