[发明专利]基于线性调频超声波的测距方法、系统及介质

权利要求书

1.一种基于线性调频超声波的测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

生成连续的第一线性调频超声波信号，所述第一线性调频超声波信号的频率随时间线性增加或减少，定时发射所述第一线性调频超声波信号，并同步将所述第一线性调频超声波信号转换为第一脉冲信号；

保存所述第一脉冲信号中第一目标电平的脉宽，并保存第一目标电平对应的上升沿或下降沿的时间；

接收连续的第二线性调频超声波信号，所述第二线性调频超声波信号为第一线性调频超声波信号的反射信号，将所述第二线性调频超声波信号转换为第二脉冲信号；

获取所述第二脉冲信号中的第二目标电平的脉宽，若存在与第二目标电平的脉宽相同的第一目标电平，可根据脉宽相同的第一目标电平和第二目标电平对应的上升沿或下降沿的时间计算渡越时间，然后根据渡越时间和当前温度下的声速计算当前距离。

2.根据权利要求1所述的基于线性调频超声波的测距方法，其特征在于，将所述第一线性调频超声波信号转换为第一脉冲信号的步骤具体包括：将所述第一线性调频超声波信号滤波整形放大后得到第一信号，根据预设的目标相位选取第一信号上对应位置的电压作为第一参考电压，将所述第一信号与第一参考电压作比较，若当前时刻所述第一信号大于第一参考电压，当前时刻输出第一脉冲信号的高电平，若当前时刻所述第一信号小于第一参考电压，当前时刻输出第一脉冲信号的低电平。

3.根据权利要求1所述的基于线性调频超声波的测距方法，其特征在于，将所述第二线性调频超声波信号转换为第二脉冲信号的步骤具体包括：将所述第二线性调频超声波信号滤波整形放大后得到第二信号，根据预设的目标相位选取第二信号上对应位置的电压作为第二参考电压，将所述第二信号与第二参考电压作比较，若当前时刻所述第二信号大于第二参考电压，当前时刻输出第二脉冲信号的高电平，若当前时刻所述第二信号小于第二参考电压，当前时刻输出第二脉冲信号的低电平。

4.根据权利要求1所述的基于线性调频超声波的测距方法，其特征在于，所述第一目标电平和第二目标电平均为高电平，或者，所述第一目标电平和第二目标电平均为低电平，渡越时间的函数表达式为：

t = t3–t1 = t4–t2

上式中，t1为第一目标电平下降沿时间，t2为第一目标电平上升沿时间，t3为第二目标电平下降沿时间，t4为第二目标电平上升沿时间。

5.根据权利要求1所述的基于线性调频超声波的测距方法，其特征在于，当前距离的函数表达式为：

上式中，t为渡越时间，v为当前温度下的声速。

6.一种基于线性调频超声波的测距系统，其特征在于，包括：

超声波发射模块，用于生成第一线性调频超声波信号，所述第一线性调频超声波信号的频率随时间线性增加或减少，定时发射所述第一线性调频超声波信号，并同步将所述第一线性调频超声波信号发送给第一比较器；

第一比较器，用于将所述第一线性调频超声波信号转换为第一脉冲信号后发送给处理器模块；

超声波接收模块，用于接收第二线性调频超声波信号，所述第二线性调频超声波信号为第一线性调频超声波信号的反射信号，将所述第二线性调频超声波信号发送给第二比较器

第二比较器，用于将所述第二线性调频超声波信号转换为第二脉冲信号后发送给处理器模块；

温度检测模块，用于实时获取当前温度并将当前温度信息发送给处理器模块；

处理器模块，用于检测并保存所述第一脉冲信号中第一目标电平的脉宽，并保存第一目标电平对应的上升沿或下降沿的时间；还用于检测所述第二脉冲信号中的第二目标电平的脉宽，将第二目标电平的脉宽与第一目标电平的脉宽匹配，若存在匹配结果，根据脉宽相同的第一目标电平和第二目标电平对应的上升沿或下降沿的时间计算渡越时间，然后根据获取的当前温度信息查表得到对应的声速，根据渡越时间和当前温度下的声速计算当前距离。

7.根据权利要求6所述的基于线性调频超声波的测距系统，其特征在于，还包括显示模块，所述处理器模块将当前距离的数据发送给显示模块，以显示当前距离。