用于经编码超声波感测的阈值生成的制作方法

allin2025-03-22  33


本发明涉及电子处理系统及方法,尤其涉及用于经编码超声波感测的阈值生成。


背景技术:

1、超声波测距用于各种应用。例如,在汽车应用中,超声换能器可布置在汽车的保险杠或挡泥板中。换能器发出超声波信号,所述超声波信号在附近对象(如果存在)上反射,并感测所述反射。测量超声波信号的往返时间,以使得可确定到对象的距离,或通过处理来自多个换能器的反射信息,可推导出对象的位置。因此可实现避免碰撞,例如,通过将此类所确定或推断的信息或基于其的导航信息呈现给警报系统,所述警报系统经配置以将警报信号呈现给人类驾驶员,或呈现给经配置以导航车辆避免与所检测到的障碍物发生碰撞的自动驾驶系统。


技术实现思路

1、实例性超声波感测系统包含脉冲串生成电路及接收器信号路径。脉冲串生成电路生成经频率调制编码的脉冲串信号,所述信号包含可变持续时间的脉冲序列。超声换能器发出脉冲串信号并转换反射声学信号。接收器信号路径包含第一相关器及第二相关器,每一相关器耦合到相应阈值生成级,所述阈值生成级又耦合到相应阈值比较级。相关器各自将从经转换的反射声学信号中采样的所接收信号与表征所生成的脉冲串信号的频率调制码的相应传输模板相关。所述阈值生成级各自在从相应相关器的输出导出的相应包络中生成噪声均值,且基于包络噪声均值动态地生成阈值。阈值比较级各自基于动态生成的阈值中的一或多者将相应包络阈值化。接收器信号路径经配置以计算相应包络中的一或多个峰值的位置及振幅,所述包络指示换能器与一或多个所检测到的对象之间的一或多个距离。

2、在另一实例中,超声检测自适应阈值化的方法包括将从经转换的反射声学信号采样的所接收信号与表征所生成的脉冲串信号的频率调制码的传输模板相关,以产生相关的所接收信号。然后生成从相关的所接收信号导出的包络中的噪声均值。然后动态地生成基于包络噪声均值的阈值。然后基于动态生成的阈值将包络阈值化。

3、在又一实例中,超声波感测系统包含脉冲串生成电路及接收器信号路径。脉冲串生成电路生成经频率调制编码的脉冲串信号,所述信号包含可变持续时间的脉冲序列。超声换能器发出脉冲串信号并转换反射声学信号。接收器信号路径包含时变增益(tvg)放大器、模/数转换器(adc)、第一相关器及第二相关器,每一相关器耦合到相应阈值生成级,所述阈值生成级又耦合到相应阈值比较级,所述阈值比较级又耦合到相应峰值搜索级,所述峰值搜索级又耦合到相应峰值缓冲器。tvg放大器放大经转换的反射声学信号。adc对来自tgv放大器的经放大信号进行采样。相关器各自基于来自adc的经采样信号将所接收信号与相应传输模板相关联,所述传输模板表征所生成的脉冲串信号的频率调制码。所述阈值生成级各自在从相应相关器的输出导出的相应包络中生成噪声均值,且基于包络噪声均值动态地生成阈值。阈值比较级各自基于动态生成的阈值中的一或多者将相应包络阈值化。峰值搜索级各组通过确定相应经阈值化包络中的峰值的相应位置及振幅来检测一或多个峰值。峰值缓冲器各自按由对应峰值搜索级所检测到的一或多个峰值的振幅及位置存储每一或多个所检测到的峰值。接收器信号路径进一步包含峰值秩级,其比较存储在峰值缓冲器中的峰值,且因此将峰值中的每一者指定为有效或无效。接收器信号路径经配置以计算相应包络中的一或多个峰值的位置及振幅,所述包络指示换能器与一或多个所检测到的对象之间的一或多个距离。



技术特征:

1.一种超声波感测系统,其包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其中所述处理电路经配置以:

3.根据权利要求1所述的系统,其中所述阈值信号随时间变化。

4.根据权利要求3所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以基于对所述相关结果执行平均滤波操作来生成所述阈值信号。

5.根据权利要求4所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以基于所述平均滤波操作的结果和预定信号的组合来生成所述阈值信号。

6.根据权利要求5所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以:

7.根据权利要求1所述的系统,其中所述相关器是第一相关器,所述相关器输出是第一相关器输出,所述相关结果是第一相关结果,且所述系统进一步包括具有第二相关器输入和第二相关器输出的第二相关器,且所述第二相关器经配置以响应于所述传感器信号和所述第二代码之间的相关性,在所述第二相关器输出处提供第二相关结果;及

8.根据权利要求7所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以:

9.根据权利要求8所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以基于对所述第一候选阈值信号和所述第二候选阈值信号的平均来生成所述阈值信号。

10.根据权利要求8所述的系统,其中所述阈值生成电路经配置以基于以下生成所述阈值信号:

11.一种方法,其包括:

12.根据权利要求11所述的方法,其中基于所述声学信号的接收时间提供所述第一超声波脉冲串信号的飞行时间包括:

13.根据权利要求11所述的方法,

14.根据权利要求11所述的方法,其中基于所述相关结果生成阈值信号包含基于对所述相关结果执行平均滤波操作来生成所述阈值信号。

15.根据权利要求14所述的方法,其中基于所述相关结果生成阈值信号包含基于所述平均滤波操作的结果和预定信号的组合来生成所述阈值信号。

16.根据权利要求15所述的方法,其中基于所述相关结果生成阈值信号包含:

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述相关结果是第一相关结果,且基于所述相关结果生成阈值信号包含:

18.一种超声波感测系统,其包括:

19.根据权利要求18所述的系统,其中所述阈值信号随时间变化。

20.根据权利要求18所述的系统,其中所述处理电路经配置以基于对所述相关的所述结果执行平均滤波操作来生成所述阈值信号。


技术总结
本申请案的实施例涉及用于经编码超声波感测的阈值生成。在使用频率调制编码来区分从多个换能器发出的脉冲串的超声波检测系统中,与换能器相关联的接收器(600)使用动态阈值来在由多个相关器(608、610)产生的多个包络信号中鉴别有效回波(906)与系统及环境噪声。时变动态阈值是根据从相应相关器的输出导出的相应包络中的噪声的均值生成。可将多个阈值组合在一起(620),使得将单个时变阈值应用于所有相关器的包络。此阈值化具有关于回波检测的恒定误报率(与噪声的误触发相反)的益处,且由于更精细的分辨率及自适应阈值,可在更远的距离处以更大的时间响应检测目标或障碍物。

技术研发人员:丁雷,斯里纳特·马图尔·拉马斯瓦米,瓦伊巴夫·加尔格,阿南德·高普兰
受保护的技术使用者:德州仪器公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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