專利名稱：一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路及方法
領(lǐng)域本發(fā)明涉及倒車?yán)走_(dá)裝置技術(shù)，更具體地說，涉及一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路、方法和倒車?yán)走_(dá)裝置。
背景技術(shù)：
超聲波信號在空氣中傳播隨著時間而衰減，當(dāng)障礙物距離探頭較近時，發(fā)射回來的回波信號強(qiáng)度大；當(dāng)障礙物距離探頭較遠(yuǎn)時，發(fā)射回來的回波信號是非常微弱。傳統(tǒng)的倒車?yán)走_(dá)裝置采用的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路如圖I和圖2所示。超聲波回波信號經(jīng)過放大濾波電路90后接入電壓比較電路。如圖I中電壓比較電路采用電壓比較器10，因此放大濾波的回波信號接入電壓比較器10的反向輸入端，分壓電阻Rl和分壓電阻R2串聯(lián)對高電平VCC進(jìn)行分壓后產(chǎn)生參考電壓Vref輸出給電壓比較器10的正向輸入端，電壓比較器10的輸出端輸出電壓比較結(jié)果。圖2中電壓比較電路采用三極管Q1，放大濾波的回波信號接入三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極通過電阻R3接高電平VCC，三極管Ql的發(fā)射極接地，Ql的集電極作為電壓比較電路的輸出端輸出電壓比較結(jié)果。因此當(dāng)圖I放大濾波的回波信號高于參考電壓Vref的值，或者當(dāng)圖2中放大濾波的回波信號高于三極管Ql 的導(dǎo)通電壓(相當(dāng)于參考電壓)時，電壓比較電路的輸出端輸出低電平，其代表回波信號較大，障礙物距離超過最小安全距離，后續(xù)主控芯片根據(jù)該電壓比較結(jié)果產(chǎn)生倒車報警信號。 圖I和圖2中放大濾波電路90可以進(jìn)一步包括信號放大電路91、二階帶通濾波電路92和信號檢波電路93。從上述現(xiàn)有電路的實(shí)例可以看到，目前倒車?yán)走_(dá)裝置的電壓比較電路的參考電壓 Vref只設(shè)定為一個固定的值。而參考電壓Vref不能設(shè)置為太小也不能太小，如果太大則當(dāng)信號微弱的時候，電壓比較電路不能有效地跳變，后側(cè)主控芯片檢測不到電壓比較電路的電壓比較結(jié)果發(fā)生改變；如果參考電壓Vref設(shè)置為太小就更容易引起誤報，因此亟待提高一種對回波信號大小進(jìn)行準(zhǔn)確檢測的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有倒車?yán)走_(dá)裝置容易出現(xiàn)誤報的缺陷，提高一種抗誤報的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路、方法和倒車?yán)走_(dá)裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，包括電壓比較器，所述電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連；所述信號處理電路還包括計時器模塊，用于記錄超聲波傳播時間；參考電壓產(chǎn)生模塊，與所述計時器模塊相連，用于根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。在根據(jù)本發(fā)明所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路中，所述參考電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)一步包括
微控制芯片，具有至少兩個電壓輸出端口，所述微控制芯片用于判斷所述超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能對應(yīng)的電壓輸出端口 ；線性分壓比不同的至少兩組分壓電阻，其中每組分壓電阻的一端與所述微控制芯片的一個電壓輸出端口連接，另一端接地，且所述每組分壓電阻的分壓輸出節(jié)點(diǎn)連接至參考電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，將產(chǎn)生的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。在根據(jù)本發(fā)明所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路中，所述微控制芯片具有 4個電壓輸出端口 ；所述至少兩組分壓電阻包括第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13、第四分壓電阻R14和共用接地分壓電阻R ;所述第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第一端分別與微控制芯片的4個電壓輸出端口連接，第二端連接在一起并通過共用接地分壓電阻R接地，所述第二端與所述電壓比較器的正向輸入端連接。在根據(jù)本發(fā)明所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路中，所述第一分壓電阻 R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第二端通過電容C接地。在根據(jù)本發(fā)明所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路中，所述信號處理電路還包括依次連接在所述回波信號輸入端與所述電壓比較器的正向輸入端之間的信號放大電路、二階帶通濾波電路和信號檢波電路。本發(fā)明還提供了一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法，包括以下步驟Al、記錄超聲波傳播時間；A2、根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給電壓比較器的正向輸入端，所述電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連接收超聲波回波信號；A3、所述電壓比較器的輸出端產(chǎn)生電壓比較結(jié)果，并根據(jù)所述電壓比較結(jié)果產(chǎn)生倒車報警信號。在根據(jù)本發(fā)明所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法中，所述步驟A2進(jìn)一步包括A21、微控制芯片判斷所述超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口；A22、微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口通過分壓電阻產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。本發(fā)明還提供了另一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，包括放大濾波電路， 與回波信號輸入端相連，用于對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波；電壓比較電路，與所述放大濾波電路相連，用于將放大濾波后的回波信號與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果；該信號處理電路還包括計時器模塊，用于記錄超聲波傳播時間；以及電壓增益調(diào)整模塊，與所述計時器模塊相連，用于根據(jù)所述超聲波傳播時間，調(diào)整所述放大濾波電路的電壓增益。本發(fā)明還提供了另一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法，包括以下步驟BI、記錄超聲波超聲波傳播時間；B2、根據(jù)所述超聲波傳播時間，計算電壓增益；B3、根據(jù)所述電壓增益，對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波；B4、將放大濾波后的回波信號與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果。
本發(fā)明還提供了一種倒車?yán)走_(dá)裝置，包括如上所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路。實(shí)施本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理、方法及倒車?yán)走_(dá)裝置，具有以下有益效果本發(fā)明在超聲波回波的比較處理環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，由傳統(tǒng)的固定式比較改為動態(tài)可調(diào)式比較，當(dāng)障礙物距離比較近，回波信號幅度比較大，相應(yīng)的參考電壓也會比較大；當(dāng)障礙物距離比較遠(yuǎn)，回波信號幅度比較小，相應(yīng)的參考電壓也會比較??；并且相比傳統(tǒng)設(shè)計，本發(fā)明的外圍只需增加幾個電阻和一個電容，其成本得到控制，電子線路亦簡單，比傳統(tǒng)設(shè)計更具靈活性，產(chǎn)品性能更穩(wěn)定。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖I是現(xiàn)有的倒車?yán)走_(dá)裝置的第一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路；圖2是現(xiàn)有的倒車?yán)走_(dá)裝置的第二種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路；圖3為根據(jù)本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第一實(shí)施例的原理圖；圖4為本發(fā)明改進(jìn)前的回波信號和參考電壓的波形圖；圖5為本發(fā)明改進(jìn)后的回波信號和參考電壓的波形圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第二實(shí)施例的原理圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第三實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。請參閱圖3，為根據(jù)本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第一實(shí)施例的原理圖。如圖3所示，第一實(shí)施例提供的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路采用電壓比較器10實(shí)現(xiàn)。該信號處理電路主要包括電壓比較器10、計時器模塊20和參考電壓產(chǎn)生模塊 30。其中，計時器模塊20用于記錄超聲波傳播時間，超聲波傳播時間是指從倒車?yán)走_(dá)裝置發(fā)送超聲波起到接收回波之前超聲波在介質(zhì)中傳播的時間。該計時器模塊20可以采用具有計時功能的芯片實(shí)現(xiàn)。參考電壓產(chǎn)生模塊30與計時器模塊20相連，用于根據(jù)計時器模塊20檢測的超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓Vref輸出給電壓比較器10的正向輸入端。電壓比較器10的反向輸入端與回波信號輸入端相連，電壓比較器10根據(jù)正向輸入端和反向輸入端的電壓，輸出電壓比較結(jié)果，以供后續(xù)主控芯片根據(jù)該電壓比較結(jié)果產(chǎn)生倒車報警信號。例如，當(dāng)障礙物距離越來越小，回波信號高于參考電壓Vref的值時，電壓比較電路的輸出端跳轉(zhuǎn)，電壓比較結(jié)果從高電平跳變?yōu)榈碗娖?，其代表障礙物距離超過最小安全距離，后續(xù)主控芯片將產(chǎn)生倒車報警信號。由于超聲波傳播時間越長，表示障礙物距離越遠(yuǎn)，所產(chǎn)生的回波信號的強(qiáng)度越低， 因此本發(fā)明的獨(dú)特之處在于，可以根據(jù)超聲波傳播時間的不同，調(diào)整參考電壓Vref的大小，使之更與回波信號的強(qiáng)度接近，進(jìn)而電壓比較電路產(chǎn)生準(zhǔn)確的電壓比較結(jié)果，以供倒車?yán)走_(dá)裝置做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)超聲波傳播時間越長時，參考電壓產(chǎn)生模塊30提供的參考電壓Vref越小。參考電壓產(chǎn)生模塊30提供的參考電壓Vref可以與超聲波傳播時間呈反比， 也可以如后續(xù)將介紹的采用分段調(diào)整的方法。優(yōu)選地，超聲波回波信號也可以經(jīng)過放大濾波電路90后接入電壓比較器10的正向輸入端。該放大濾波電路90包括依次連接的信號放大電路91、二階帶通濾波電路92和信號檢波電路93。其中，信號放大電路91主要對回波信號進(jìn)行放大，而二階帶通濾波電路 92主要對放大后的回波信號進(jìn)行帶通濾波，信號檢波電路93用于從幅度調(diào)制波中不失真的檢出調(diào)制信號，即準(zhǔn)確地提取出回波信號。在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，如圖3所示，參考電壓產(chǎn)生模塊采用微控制芯片 MCU來進(jìn)行控制。該參考電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)一步包括微控制芯片31和至少兩組分壓電阻。其中，微控制芯片31，具有至少兩個電壓輸出端口，微控制芯片31用于判斷超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能對應(yīng)的電壓輸出端口。每個障礙物距離的區(qū)間對應(yīng)一個電壓輸出端口，且每個電壓輸出端口通過一組分壓電阻接地。每組分壓電阻的線性分壓比不同，進(jìn)而在使能不同的電壓輸出端口時，可以使每組分壓電阻的分壓輸出節(jié)點(diǎn)所輸出的電壓不同。每組分壓電阻的分壓輸出節(jié)點(diǎn)連接至參考電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，將產(chǎn)生的參考電壓提供給電壓比較器10的正向輸入端。每組分壓電阻可以包括至少2個分壓電阻。在本實(shí)施例中，至少兩組分壓電阻也可以采用共用接地分壓電阻的方式實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中，以4個障礙物距離的區(qū)間為例進(jìn)行說明，相應(yīng)地微控制芯片的電壓輸出端口為4個，即端口 101-104。應(yīng)該理解地是，本發(fā)明并不限定為將障礙物距離分為 4個區(qū)間，還可以采用其它的劃分?jǐn)?shù)量，例如5個或以上區(qū)間。如圖3所示，上述至少兩組分壓電阻具體包括第一分壓電阻R11、第二分壓電阻 R12、第三分壓電阻R13、第四分壓電阻R14和公共接地分壓電阻R。其中，第一分壓電阻R11、 第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第一端分別與微控制芯片31 的4個電壓輸出端口連接，例如分別與電壓輸出端口 101-104連接。第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第二端連接在一起并通過公共接地分壓電阻R接地，該第二端作為參考電壓產(chǎn)生模塊30的輸出端，與電壓比較器10的正向輸入端連接。優(yōu)選地，還可以在第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第二端與地之間連接電容C，以平滑兩分壓等級之間的跳變。在本實(shí)施例中，第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的電阻不同，進(jìn)而使得分別與公共接地分壓電阻R構(gòu)成的4組分壓電阻的分壓比不同。微控制芯片31可以通過軟件設(shè)定，根據(jù)超聲波傳播時間判斷回波信號的障礙物距離，例如當(dāng)為0 0. 6米，軟件判斷為第一段區(qū)間；當(dāng)為0. 7 I. I米，軟件判斷為第二段區(qū)間；當(dāng)為I. 2 I. 5米，軟件判斷為第三段區(qū)間；當(dāng)為> I. 6米，軟件判斷為第四段區(qū)間。 通過大致測量回波信號的幅度值設(shè)定好第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13、第四分壓電阻R14和公共接地分壓電阻R的值，可以先取R為10K，C為0. OluF0當(dāng)判斷為第一段時，設(shè)置電壓輸出端口 IOl輸出高，電壓輸出端口 102，103，104為輸入，由第一分壓電阻Rll和公共接地分壓電阻R的值設(shè)定參考電壓Vref ;當(dāng)判斷為第二段時，設(shè)置電壓輸出端口 102輸出高，電壓輸出端口 101，103，104為輸入，由第二分壓電阻R12和公共接地分壓電阻R的值設(shè)定參考電壓Vref ;當(dāng)判斷為第三段時，設(shè)置電壓輸出端口 103輸出高，電壓輸出端口 101，102，104為輸入，由第三分壓電阻R13和公共接地分壓電阻R的值設(shè)定參考電壓Vref ;當(dāng)判斷為第四段時，設(shè)置電壓輸出端口 104輸出高，電壓輸出端口 101， 102，103為輸入，由第四分壓電阻R14和公共接地分壓電阻R的值設(shè)定參考電壓Vref。在本實(shí)施例中，第一分壓電阻RlI、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14 的電阻值依次升高，使得輸出的參考電壓Vref依次降低。請參閱圖4和圖5，分別為本發(fā)明改進(jìn)前和改進(jìn)后的回波信號和參考電壓的波形圖。其中，曲線A為回波信號，曲線B為改進(jìn)前的參考電壓的波形，曲線B’為改進(jìn)后的參考電壓的波形。從圖4中可以看到，參考電壓固定不變，而回波信號的強(qiáng)度隨著障礙物距離的不同，在較大的范圍內(nèi)存在浮動，因此容易產(chǎn)生誤判或者漏判。而本發(fā)明中參考電壓根據(jù)障礙物距離的不同，進(jìn)行了一定的調(diào)整，使之與回波信號的強(qiáng)度相適應(yīng)。請參閱圖6和圖7，分別為根據(jù)本發(fā)明的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第二實(shí)施例和第三實(shí)施例的原理圖。第二、三實(shí)施例與第一實(shí)施例的共同點(diǎn)在于均利用超聲波傳播時間的長短，初步判斷障礙物距離，隨后判斷回波信號的強(qiáng)度大小，進(jìn)而對電壓比較操作中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使得回波信號的強(qiáng)度與參考電壓Vref的強(qiáng)度接近。第二、三實(shí)施例與第一實(shí)施例的的區(qū)別點(diǎn)在于，不改變參考電壓Vref 的值，而是通過根據(jù)記錄的超聲波傳播時間對對信號放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此使得回波信號的強(qiáng)度與參考電壓Vref的強(qiáng)度接近。 如圖6和圖7所示，倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路包括放大濾波電路90、計時器模塊20、電壓增益調(diào)整模塊40和電壓比較電路。其中，放大濾波電路90，與回波信號輸入端相連，用于對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波。放大濾波電路90輸出的放大濾波后的回波信號送入電壓比較電路與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果。本發(fā)明中增設(shè)了計時器模塊20和電壓增益調(diào)整模塊40，其中計時器模塊20用于記錄超聲波傳播時間，即從倒車?yán)走_(dá)裝置發(fā)送超聲波起到接收回波之前超聲波在介質(zhì)中傳播的時間。該計時器模塊20也可以采用具有計時功能的芯片實(shí)現(xiàn)。電壓增益調(diào)整模塊40與計時器模塊20相連，用于根據(jù)計時器模塊20檢測的超聲波傳播時間，調(diào)整放大濾波電路90的電壓增益。例如，當(dāng)超聲波傳播時間越長時，采集的回波信號的強(qiáng)度約小，因此電壓增益調(diào)整模塊40需要增大放大濾波電路90的電壓增益，以使得放大濾波后的回波信號的強(qiáng)度與參考電壓Vref越接近，進(jìn)而減小誤報或者漏報。圖6所示的第二實(shí)施例與圖7所示的第三實(shí)施例的區(qū)別在于，電壓比較電路采用不同的方式實(shí)現(xiàn)。其中圖6中電壓比較電路采用電壓比較器10，因此放大濾波的回波信號接入電壓比較器10的反向輸入端，分壓電阻Rl和分壓電阻R2串聯(lián)對高電平VCC進(jìn)行分壓后產(chǎn)生參考電壓Vref輸出給電壓比較器10的正向輸入端，電壓比較器10的輸出端輸出電壓比較結(jié)果。圖7中電壓比較電路采用三極管Q1，放大濾波的回波信號接入三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極通過電阻R3接高電平VCC，三極管Ql的發(fā)射極接地，Ql的集電極作為電壓比較電路的輸出端輸出電壓比較結(jié)果。放大濾波電路90可以進(jìn)一步包括信號放大電路91、二階帶通濾波電路92和信號檢波電路93。因此，電壓增益調(diào)整模塊40調(diào)整放大濾波電路90的電壓增益可以通過調(diào)整信號放大電路91和/或二階帶通濾波電路92的電壓增益實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明還相應(yīng)提供了采用上述倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的倒車?yán)走_(dá)裝置。此外，本發(fā)明還提供了兩種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法。第一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法與如圖3所示的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第一實(shí)施例的原理一致，包括以下步驟首先，在步驟Al中，記錄超聲波傳播時間。該步驟的執(zhí)行與對第一實(shí)施例中計時器模塊的描述一致。隨后，在步驟A2中，根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給電壓比較器的正向輸入端，該電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連接收超聲波回波信號。該步驟的執(zhí)行與對第一實(shí)施例中參考電壓產(chǎn)生模塊的描述一致。該步驟A2進(jìn)一步包括步驟A21，由微控制芯片判斷所述超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口 ；步驟A22，由微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口通過分壓電阻產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給電壓比較器的正向輸入端。隨后，在步驟A3中，該電壓比較器的輸出端產(chǎn)生電壓比較結(jié)果，并根據(jù)所述電壓比較結(jié)果產(chǎn)生倒車報警信號。第二種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法與如圖6或圖7所示的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路的第二實(shí)施例或第三實(shí)施例的原理一致，包括以下步驟首先，在步驟BI中，記錄超聲波傳播時間。該步驟的執(zhí)行與對第二或第三實(shí)施例中計時器模塊的描述一致。隨后，在步驟B2中，根據(jù)所述超聲波傳播時間，計算電壓增益。該步驟的執(zhí)行與對第二或第三實(shí)施例中電壓增益調(diào)整模塊的描述一致。隨后，在步驟B3中，根據(jù)所述電壓增益，對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波。該步驟的執(zhí)行與對第二或第三實(shí)施例中放大濾波電路的描述一致。隨后，在步驟B4中，將放大濾波后的回波信號與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果。該步驟的執(zhí)行與對第二或第三實(shí)施例中電壓比較電路的描述一致。綜上所示，本發(fā)明提供了一種對倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號的處理方法和電路，可以起到抗誤報和提高超聲波探頭探測靈敏度的作用，主要是在超聲波回波的比較處理環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，由傳統(tǒng)的固定式比較改為動態(tài)可調(diào)式比較，當(dāng)障礙物距離比較近，回波信號幅度比較大；相應(yīng)的參考電壓也會比較大；當(dāng)障礙物距離比較遠(yuǎn)，回波信號幅度比較小， 相應(yīng)的參考電壓也會比較小，而傳統(tǒng)的設(shè)計直接采用一個固定的電壓比較值或者直接驅(qū)動三極管，其適應(yīng)性不強(qiáng)。本發(fā)明中微控制芯片可以選用內(nèi)置電壓比較器的芯片，如型號為 EM78P372N,也可以使用獨(dú)立的電壓比較器芯片如型號為LM393來實(shí)現(xiàn)，相比傳統(tǒng)設(shè)計，本發(fā)明的外圍只需增加幾個電阻和一個電容，其成本得到控制，電子線路亦簡單。因此，本發(fā)明通過軟件結(jié)合硬件的方法，根據(jù)超聲波的傳播時間動態(tài)的調(diào)整比較電壓值，比傳統(tǒng)設(shè)計更具靈活性，使產(chǎn)品性能更穩(wěn)定.本發(fā)明是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場合或材料，可對
9本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實(shí)施例， 而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，包括電壓比較器，所述電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連；其特征在于，所述信號處理電路還包括計時器模塊，用于記錄超聲波傳播時間；參考電壓產(chǎn)生模塊，與所述計時器模塊相連，用于根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，其特征在于，所述參考電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)一步包括微控制芯片，具有至少兩個電壓輸出端口，所述微控制芯片用于判斷所述超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能對應(yīng)的電壓輸出端口 ；線性分壓比不同的至少兩組分壓電阻，其中每組分壓電阻的一端與所述微控制芯片的一個電壓輸出端口連接，另一端接地，且所述每組分壓電阻的分壓輸出節(jié)點(diǎn)連接至參考電壓產(chǎn)生模塊的輸出端，將產(chǎn)生的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，其特征在于所述微控制芯片具有4個電壓輸出端口；所述至少兩組分壓電阻包括第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻 R13、第四分壓電阻R14和共用接地分壓電阻R ;所述第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、 第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第一端分別與微控制芯片的4個電壓輸出端口連接，第二端連接在一起并通過共用接地分壓電阻R接地，所述第二端與所述電壓比較器的正向輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，其特征在于，所述第一分壓電阻R11、第二分壓電阻R12、第三分壓電阻R13和第四分壓電阻R14的第二端通過電容C接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，其特征在于，所述信號處理電路還包括依次連接在所述回波信號輸入端與所述電壓比較器的正向輸入端之間的信號放大電路、二階帶通濾波電路和信號檢波電路。
6.一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法，其特征在于，包括以下步驟Al、記錄超聲波傳播時間；A2、根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給電壓比較器的正向輸入端， 所述電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連接收超聲波回波信號；A3、所述電壓比較器的輸出端產(chǎn)生電壓比較結(jié)果，并根據(jù)所述電壓比較結(jié)果產(chǎn)生倒車報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法，其特征在于，所述步驟 A2進(jìn)一步包括A21、微控制芯片判斷所述超聲波傳播時間對應(yīng)的障礙物距離的區(qū)間，并根據(jù)該區(qū)間使能微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口；A22、微控制芯片對應(yīng)的電壓輸出端口通過分壓電阻產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。
8.—種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路，包括放大濾波電路，與回波信號輸入端相連，用于對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波；電壓比較電路，與所述放大濾波電路相連，用于將放大濾波后的回波信號與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果；其特征在于，所述信號處理電路還包括計時器模塊，用于記錄超聲波傳播時間；電壓增益調(diào)整模塊，與所述計時器模塊相連，用于根據(jù)所述超聲波傳播時間，調(diào)整所述放大濾波電路的電壓增益。
9.一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理方法，其特征在于，包括以下步驟BI、記錄超聲波傳播時間；B2、根據(jù)所述超聲波傳播時間，計算電壓增益；B3、根據(jù)所述電壓增益，對接收的回波信號進(jìn)行放大濾波；B4、將放大濾波后的回波信號與固定的參考電壓進(jìn)行比對，產(chǎn)生電壓比較結(jié)果。
10.一種倒車?yán)走_(dá)裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5中任意一項或權(quán)利要求8所述的倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種倒車?yán)走_(dá)超聲波回波信號處理電路、方法及倒車?yán)走_(dá)裝置，其中信號處理電路包括電壓比較器，所述電壓比較器的反向輸入端與回波信號輸入端相連；該所述信號處理電路還包括計時器模塊，用于記錄超聲波傳播時間；以及參考電壓產(chǎn)生模塊，與所述計時器模塊相連，用于根據(jù)所述超聲波傳播時間，產(chǎn)生對應(yīng)的參考電壓輸出給所述電壓比較器的正向輸入端。本發(fā)明在超聲波回波的比較處理環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，由傳統(tǒng)的固定式比較改為動態(tài)可調(diào)式比較，當(dāng)障礙物距離比較近，回波信號幅度比較大，相應(yīng)的參考電壓也會比較大；當(dāng)障礙物距離比較遠(yuǎn)，回波信號幅度比較小，相應(yīng)的參考電壓也會比較??；本發(fā)明電路簡單，成本低，靈活性高，產(chǎn)品性能更穩(wěn)定。
文檔編號G01S7/536GK102590803SQ201210041779
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者周向軍 申請人:深圳市拓邦汽車電子技術(shù)有限公司