一種車輛超聲波傳感器校正方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)外界溫度變化自動(dòng)調(diào)整配置參數(shù)的超聲波傳感器系統(tǒng)，通過(guò) 調(diào)整參數(shù)能夠保證超聲波傳感器的覆蓋范圍的一致性和障礙物距離計(jì)算的準(zhǔn)確性。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，超聲波傳感器用于許多駕駛員輔助應(yīng)用從而輔助車輛駕駛員。在送樣 的機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用中，超聲波傳感器利用通過(guò)空氣的聲波確定物體存在并且確定其距離。
[0003] 當(dāng)外部空氣的溫度（即圍繞車輛的外部空氣的溫度）改變和/或傳感器的溫度改 變時(shí)，超聲波傳感器檢測(cè)物體并報(bào)告它們的距離的能力會(huì)受到不利影響。為了輔助減輕送 樣的超聲波傳感器的性能的送樣的基于溫度的變化性，車輛系統(tǒng)典型地使用外部空氣溫度 數(shù)據(jù)，外部空氣溫度數(shù)據(jù)用于向車輛使用者顯示外部溫度從而補(bǔ)償與超聲波傳感器性能有 關(guān)的溫度的改變。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題：
[0005] 超聲波傳感器的探頭是物理器件，不同溫度條件下，探頭的機(jī)械振動(dòng)的強(qiáng)度和接 收回波的靈敏度會(huì)有微小的差異。
[0006] 超聲波在空氣中的傳播根據(jù)溫度的不同會(huì)有一些偏差，超聲波本身特性導(dǎo)致不同 溫度條件下聲速不同，送種偏差會(huì)影響基于超聲波傳感器的半自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)的精度和 最終泊車位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供了一種車輛超聲波傳感器校正方法 及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)CPU模塊、一個(gè)溫度傳感器及至少一個(gè)超聲波傳感器。該方法及 系統(tǒng)采用溫度傳感器檢測(cè)外界溫度，由CPU模塊計(jì)算出與所期望檢測(cè)精度相匹配的配置參 數(shù)，動(dòng)態(tài)的配置超聲波傳感器，使得超聲波傳感器檢測(cè)的覆蓋范圍在不同溫度下保持一致， 同時(shí)通過(guò)CPU模塊計(jì)算出該溫度下的聲速，W該聲速值計(jì)算所檢測(cè)到的外界障礙物的距 離，從而確保系統(tǒng)檢測(cè)障礙物距離的精度。本方法及系統(tǒng)僅需少量的CPU資源，就能夠計(jì)算 出所需的配置參數(shù)和聲速，保證了不同溫度下超聲波傳感器系統(tǒng)障礙物距離檢測(cè)及車輛行 駛時(shí)障礙物形狀檢測(cè)的精度要求和一致性要求。
[0008] 采用的技術(shù)方案是；一種車輛超聲波傳感器校正方法，包括W下步驟：
[0009] S1、溫度傳感器檢測(cè)外界溫度；
[0010] S2、CPU模塊計(jì)算出該溫度下對(duì)應(yīng)的聲速，當(dāng)外界溫度升高或降低時(shí)，計(jì)算的聲速 將相應(yīng)地增大或減?。?br>[0011] S3、W該聲速值計(jì)算檢測(cè)到的外界障礙物的距離，該距離匯合形成超聲波傳感器 的覆蓋范圍；
[0012] S4、當(dāng)外界溫度變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)整超聲波傳感器的配置參數(shù)，維持超聲波傳感器的 覆蓋范圍。
[0013] 優(yōu)選地，S4中，當(dāng)外界溫度升高時(shí)，超聲波傳感器的靈敏度降低，通過(guò)升高增益和 /或電流，W及降低感度，維持超聲波傳感器的覆蓋范圍；
[0014] 當(dāng)外界溫度降低時(shí)，超聲波傳感器的靈敏度上升，通過(guò)降低增益和/或電流，W及 升高感度，維持超聲波傳感器的覆蓋范圍。
[0015] 優(yōu)選地，S2中，CPU模塊計(jì)算聲速的理論公式為
其中，T為 攝氏溫度，V為聲速。
[0016] 優(yōu)選地，S2中，包括W下步驟：
[0017] Ml、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內(nèi)的溫度每隔10度取一個(gè)值；
[0018] M2、通過(guò)理論公式
計(jì)算出所取溫度對(duì)應(yīng)的聲速，并在系統(tǒng)中 建立表格；
[0019] M3、當(dāng)獲取到外界溫度后，通過(guò)查找表格，確定溫度的坐落范圍；
[0020] M4、通過(guò)線性公式，獲取當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的聲速的估計(jì)值V肖度；
[002" 線性公式為；V當(dāng)前溫度二V下限溫度+燈當(dāng)前溫度-T下限溫度）/燈上限溫度-T下限溫度）*(V上限溫度-V 下限溫度)；
[002引其中，V當(dāng)前溫度為當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的聲速，V了限溫度為零下40度時(shí)對(duì)應(yīng)的聲速，T當(dāng)前溫度 為當(dāng)前溫度，TTpggg為零下40度，為零上60度，為零上60度時(shí)對(duì)應(yīng)的聲速。
[0023] 優(yōu)選地，S2中，包括W下步驟：
[0024] N1、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內(nèi)的溫度每隔10度取一個(gè)值；
[00巧]N2、通過(guò)理論公式
十算出所取溫度對(duì)應(yīng)的聲速，并在系統(tǒng)中 建立表格；
[0026] N3、當(dāng)獲取到外界溫度后，通過(guò)查找表格，確定溫度的坐落范圍；
[0027] M、設(shè)置每個(gè)溫度對(duì)應(yīng)的權(quán)重因子；
[002引其中，化ctor為權(quán)重因子，K上限溫度為零上60度時(shí)對(duì)應(yīng)設(shè)定的權(quán)重因子，K了限溫度為 零下40度時(shí)對(duì)應(yīng)設(shè)定的權(quán)重因子，T上限溫度為零上60度，T了限溫度為零下40度，T當(dāng)前溫度為當(dāng) 前溫度；
[0030] N5、通過(guò)化。1:〇1·，計(jì)算出當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的聲速；V當(dāng)前溫度=V 4〇+Facto;r*T當(dāng)前溫度；
[0031] 其中，V肖貞為權(quán)重因子校正后的聲速，V 4。為零下40度時(shí)對(duì)應(yīng)的聲速，F(xiàn)actor為 權(quán)重因子，為當(dāng)前溫度。
[0032] 優(yōu)選地，S4中，包括W下步驟：
[0033] F1、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內(nèi)的溫度每隔10度取一個(gè)值，W 0攝 氏度為基準(zhǔn)，設(shè)置一組超聲波傳感器的配置參數(shù)；
[0034] F2、每10度將設(shè)置一組增減因子；
[0035] F3、當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)溫度所在的范圍和配置的參數(shù)，重新計(jì)算出新的配置 參數(shù)，并對(duì)超聲波傳感器進(jìn)行配置。
[0036] -種車輛超聲波傳感器系統(tǒng)，包括一個(gè)CPU模塊、一個(gè)溫度傳感器及至少一個(gè)超 聲波傳感器；所述溫度傳感器檢測(cè)外界溫度，所述CPU模塊獲取溫度傳感器的信號(hào)并由CPU 模塊計(jì)算出與所期望檢測(cè)精度相匹配的配置參數(shù)，動(dòng)態(tài)的配置超聲波傳感器。
[0037] 優(yōu)選地，所述CPU模塊直接通過(guò)A/D采樣獲得溫度參數(shù)或者通過(guò)總線獲得溫度參 數(shù)。
[003引優(yōu)選地，所述的配置參數(shù)為感度和/或增益和/或電流。
[0039] 本發(fā)明的有益效果是：提供了一種車輛超聲波傳感器校正方法及系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括一個(gè)CPU模塊、溫度傳感器及至少一個(gè)超聲波傳感器。該方法及系統(tǒng)采用溫度傳感器檢 測(cè)外界溫度，由CPU模塊計(jì)算出與所期望檢測(cè)精度相匹配的配置參數(shù)，動(dòng)態(tài)的配置超聲波 傳感器，使得超聲波傳感器檢測(cè)的覆蓋范圍在不同溫度下保持一致，同時(shí)通過(guò)CPU模塊計(jì) 算出該溫度下的聲速，W該聲速值計(jì)算所檢測(cè)到的外界障礙物的距離，從而確保系統(tǒng)檢測(cè) 障礙物距離的精度。本方法及系統(tǒng)僅需少量的CPU資源，就能夠計(jì)算出所需的配置參數(shù)和 聲速，保證了不同溫度下超聲波傳感器系統(tǒng)障礙物距離檢測(cè)及車輛行駛時(shí)障礙物形狀檢測(cè) 的精度要求和一致性要求。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù) 送些附圖獲得其他的附圖。
[0041] 圖1車輛超聲波傳感器校正方法流程圖
[0042] 圖2車輛超聲波傳感器系統(tǒng)原理圖
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044] -種根據(jù)外界溫度動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)配置參數(shù)的超聲波傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)CPU 模塊，一個(gè)高精度溫度傳感器及至少一個(gè)W上的超聲波傳感器。該方法及系統(tǒng)通過(guò)溫度傳 感器檢測(cè)外界溫度，或者通過(guò)CAN等通信總線獲取安裝在車上其他模塊的溫度傳感器的信 號(hào)，根據(jù)外界溫度計(jì)算出配置參數(shù)，動(dòng)態(tài)的配置超聲波傳感器，使超聲波傳感器的覆蓋范圍 保持一致。同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)外界溫度計(jì)算出聲速，W該聲速值計(jì)算所檢測(cè)到的外界障礙物的 距離，保證距離計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[0045] 根據(jù)廣泛實(shí)驗(yàn)得出的理想條件下，聲速和溫度的關(guān)系為：v=331*/f早巧巧巧i。
[004引其中T為攝氏溫度，V為溫度為T時(shí)的相應(yīng)的聲速。
[0047] 當(dāng)溫度為零下20度時(shí)，計(jì)算出來(lái)的聲速為318. 6m/s。
[004引 當(dāng)溫度為零上20度時(shí)，計(jì)算出來(lái)的聲速為342. 9m/s。
[0049] 根據(jù)零上20度檢測(cè)為4m的距離和零上20度與零下20度相對(duì)于的速度差，計(jì)算 出檢測(cè)距離相差為：4-318. 6*4/342. 9 = 0. 29m相差值嚴(yán)重影響泊車輔助系統(tǒng)在車位測(cè)量 的精度；故需要對(duì)超聲波測(cè)量障礙物精度進(jìn)行相應(yīng)的溫度補(bǔ)償措施。
[0050] 超聲波傳感器的參數(shù)配置包括；感度、增益及電流。其中，感度是超聲波的接收回 波后，對(duì)模擬信號(hào)處理時(shí)，認(rèn)可的電壓高度，不同距離的障礙物的回波的感度不一樣。增益 是超聲波傳感器的探頭在接收到反饋回來(lái)的超聲波時(shí)，有機(jī)械振動(dòng)參數(shù)的模擬信號(hào)，由于 反饋信號(hào)過(guò)于微小，所W需要增加放大處理，從而使回波能夠被系統(tǒng)識(shí)別。電流的作用和增 益的作用類似。
[0051] 當(dāng)外界溫度變化時(shí)，超聲波傳感器的探頭的靈敏度會(huì)改變，導(dǎo)致傳感器的覆蓋范 圍無(wú)法保持一致。當(dāng)溫度上升時(shí)，由于超聲波衰減程度變大，最終表現(xiàn)出來(lái)的效果是覆蓋范 圍變??；當(dāng)溫度下降時(shí)，由于超聲波衰減程度減小，最終表現(xiàn)出來(lái)的效果是覆蓋范圍變大。
[0052] 本系統(tǒng)通過(guò)倒車輔助或者停車輔助系統(tǒng)上設(shè)置溫度傳感器或者從車輛總線上獲 取外界溫度，根據(jù)不同溫度條件動(dòng)態(tài)的配置超聲波傳感器的參數(shù)，從而使超聲波傳感器單 體的覆蓋范圍或者由超聲波傳感器組成的倒車輔助和停車輔助系統(tǒng)的整體覆蓋范圍在不 同溫度條件下保持一致。
[0053] 當(dāng)車輛在借助基于超聲波雷達(dá)的停車輔助系統(tǒng)時(shí)，為了提高停車系統(tǒng)的最終停車 位置的精度，需要精確地周邊環(huán)境情況，包括障礙物車輛的位置，有無(wú)路沿及路沿的位置， 與車位對(duì)立面的車輛或路面情況。由于借助超聲波雷達(dá)測(cè)量障礙物（車、路沿及墻等）的 距離，基于超聲波本身特性導(dǎo)致不同溫度條件下聲速不同。故在不同外界溫度條