KR200492445Y1

KR200492445Y1 - 음향 거리 비행 시간 보상을 위한 회로

Info

Publication number: KR200492445Y1
Application number: KR2020170000859U
Authority: KR
Inventors: 토마스 수히; 마레크 후스타바
Original assignee: 세미컨덕터 콤포넨츠 인더스트리즈 엘엘씨
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2020-10-16
Also published as: US20190154819A1; US10234549B2; CN107167808A; US20170261606A1; DE202017101328U1; US11112495B2; KR20170003236U; CN107167808B

Abstract

일 형태에서, 음향 거리 측정 회로는 제1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호를 생성하기 위한 송신기 증폭기, 음향 신호가 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 변환기에서 펄스를 검출하기 위한 수신기 증폭기, 및 펄스의 상승 에지가 결정된 임계치와 교차하는 것에 응답하여 제1 시간 및 제1 크기를 검출하고, 펄스의 제1 피크를 검출하는 것에 응답하여 제2 크기를 검출하고, 제1 크기 및 제2 크기의 검출에 응답하여 보정 룩업 계산 테이블로부터 보상 시간이 추출될 때 미리 결정된 거리 내에서 음향 신호의 비행 시간을 결정하고, 제1 시간으로부터 감산될 보상 시간을 제공 - 보상 시간과 제1 시간의 차이가 비행 시간임 - 하기 위한 감지 회로를 포함한다.

Description

음향 거리 비행 시간 보상을 위한 회로{CIRCUIT FOR ACOUSTIC DISTANCE TIME OF FLIGHT COMPENSATION}

본 개시는 일반적으로 전기 및 전자 회로에 관한 것이며, 더 구체적으로는 음향 거리 측정 시스템에 관한 것이다.

음향 측정 시스템과 거리 측정 시스템은 다양한 응용들에서 이용된다. 예를 들어, 음향 측정 시스템은 자동차 시스템으로부터 화석 발견에 이르는 응용들에서 장애물 거리를 측정하는 데 이용된다. 음향 측정 시스템은 일반적으로 먼저 음향 에너지의 펄스를 송신하여, 음파를 생성함으로써 작동한다. 그 후 음파의 비행 시간(time of flight)의 측정치가 기록된다. 음파의 송신으로부터 음파의 반사가 수신될 때까지의 시간인 비행 시간은 장애물의 거리를 결정한다. 음향 측정 시스템을 이용하는 자동차 응용들은 장애물의 존재의 신뢰성 있는 검출을 요구한다. 현재, 장애물의 신뢰성 있는 검출은 장애물의 복잡한 형상뿐만 아니라 허위 장애물 검출을 야기하는 환경 및 전기 잡음에 의해 방해받을 수 있다.

음향 측정 시스템은 종종 생성된 음파를 송신하기 위해서뿐만 아니라, 반사된 신호 또는 반향 신호를 수신하기 위해 음향 변환기를 이용한다. 장애물의 거리를 측정하는 것에 대한 표준 접근법은 반향 신호가 임계치와 교차하면 객체의 비행 시간을 보고하는 것이다. 그러나, 반향 신호가 임계치와 교차할 때의 시간에 대한 의존은 신뢰성이 없다. 이 방법의 신뢰성은 반향 신호의 포락선 형상의 변동에 따라 달라질 수 있다. 또한, 임계치가 달라짐에 따라, 동일한 거리에 있는 동일한 장애물에 대해 보고된 비행 시간도 달라질 것이다. 음향 측정 시스템의 정확도가 중요하다. 오류가 있는 객체 검출은 자동차 및 다른 음향 측정 응용들에서 해로울 수 있다.

따라서, 객체의 형상, 객체의 높이에 있어서의 오차, 또는 검출 시스템의 임계치 구성으로 인한 오차와 관련된 왜곡된 객체 검출을 피하는 것이 중요하다. 비행 시간 계산에 있어서의 정확도는 적절한 음향 측정 시스템 기능 및 관련 신뢰성을 보장한다.

첨부 도면을 참조함으로써 본 개시가 더 잘 이해될 수 있고, 그것의 많은 특징들 및 이점들이 당업자에게 명백해질 수 있으며, 첨부 도면에서,
도 1은 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템을 블록 다이어그램 형태로 예시한다.
도 2는 도 1의 음향 거리 측정 시스템에서 사용하기 위한 음향 거리 측정 회로를 블록 다이어그램 형태로 예시한다.
도 3은 도 2의 감지 회로를 블록 다이어그램 형태로 예시한다.
도 4는 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템에 의해 수신된 음향 신호를 나타내는 타이밍 다이어그램을 예시한다.
도 5는 실시예에 따른 실시간 통신 버스를 통한 고정 지연을 갖는 비행 시간을 보고하기 위한 타이밍 다이어그램을 예시한다.
도 6은 도1의 음향 센서에 대한 제1 및 제2 거리에서 객체가 검출될 때 거리 가변적인 임계치의 효과를 나타내는 그래프들을 예시한다.
도 7은 실시예에 따른 검출된 장애물의 보상된 비행 시간을 보고하기 위한 방법의 흐름도를 예시한다.
상이한 도면들에서의 동일한 도면 보호의 사용은 유사하거나 동일한 아이템을 지시한다. 달리 언급되지 않는 한, 단어 "결합된" 및 그의 관련된 동사 형태들은 당업계에 공지된 수단에 의한 직접적인 연결 및 간접적인 전기 연결 둘 모두를 포함하며, 달리 언급되지 않는 한, 직접적인 연결에 대한 임의의 설명은 적합한 형태의 간접적인 전기 연결을 사용하는 대안적인 실시예들도 암시한다.

예시의 간략함 및 명료함을 위해, 도면들에서의 요소들은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니며, 개략적인 것일 뿐이고, 비제한적인 것이다. 또한, 설명의 간략함을 위해 잘 알려져 있는 단계들 및 요소들의 설명 및 세부 사항이 생략된다. 회로 동작에 관하여 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 단어 "중에", "동안", 및 "때"는 개시 동작 시에 즉시 동작이 일어나는 것을 의미하는 정확한 용어들이 아니고, 초기 동작에 의해 개시되는 반응 사이에, 전파 지연과 같은, 어떤 작지만 합당한 지연이 있을 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 게다가, 용어 "동안"은 소정 동작이 적어도 개시 동작의 지속기간의 어떤 부분 내에서 일어나는 것을 의미한다. 단어 "대략" 또는 "실질적으로"의 사용은 요소의 값이 언급된 값 또는 위치에 근접할 것으로 예상되는 파라미터를 갖는다는 것을 의미한다. 그러나, 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 값 또는 위치가 정확히 언급된 바와 같음을 방지할 수 있는 경미한 변동이 있을 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 음향 거리 측정 시스템(100)을 블록 다이어그램 형태로 예시한다. 도 1의 음향 거리 측정 시스템(100)은 자동차 장치(102), 바디 제어기 모듈(BCM)(104), 라우드스피커(164), 송신 라인들(112)의 세트, 센서들(110)의 세트, 및 장애물(120)을 포함한다. BCM(104)과 같은 시스템 제어기는 자동차 장치(102) 상에 또는 내에 위치되고, 라우드스피커(164)에 가청 출력에 대응하는 전기 신호를 제공한다.

자동차 장치(102)는 BCM(104)에 통신 가능하게 연결된다. BCM(104)은 센서들(110)과 같은 하나 이상의 음향 변환기에 연결하기 위한 출력을 갖는다. BCM(104)은 센서들(110) 각각에 또한 연결된 입력을 갖는다. 또한, BCM(104)은 라우드스피커(164)에 출력 신호를 제공하기 위한 출력을 갖는다. 일 실시예에서, 센서들(110)은 장애물(120)이 음향 신호의 파동장 내에 있을 때 장애물(120)로부터 반사되는 초음파 펄스 또는 본 명세서에 기술된 바와 같은 음향 신호를 방출하는 초음파 센서이다. 음향 신호는 일반적으로 가청 사운드의 주파수들보다 높게 방출된다. 반사된 펄스 신호 또는 반향은 센서(110)에 의해 수신된다. 반향의 검출은 BCM(104)에 의한 사용을 위한 출력 신호를 생성한다. 센서들(110) 각각은 음향 신호를 생성하고, 장애물(120)에 부딪힐 때 반사된 펄스 신호 또는 반향을 감지할 수 있다.

예시된 실시예에서, BCM(104)은 음향 거리 측정 시스템(100)을 위한 제어기로서 동작하여, 제1 시간에 센서들(110)을 위한 음향 신호를 생성한다. 센서들(110)은 송신된 음향 신호가 장애물에 부딪힐 때 반향 신호들을 수신하기 쉽다. 수신된 반향 신호들은 검출 가능한 거리(132)를 정의하는 데 이용된다. BCM(104)은 신호들을 송신 라인들(112)을 통해 센서들(110)에 송신하고, 이에 응답하여, 센서들(110)은 음향 신호들을 출력한다. 각각의 센서(110)에 의해 생성된 음향 신호는 센서(110)로부터 멀리 이동하여 공기를 통해 전파된다. BCM(104)이 음향 신호의 송신을 중단할 때, BCM(104)은 전파 음향 신호에 대한 차단에 의해 야기될 수 있는 반향 신호들에 대하여 센서들(110)을 모니터링한다. 장애물(120)이 검출될 때, 센서들(110) 중 하나에서 반향이 수신된다. 수신된 반향 신호는 음향 신호가 장애물(120)에 부딪히는 보정된 비행 시간을 결정하기 위해 센서(110)에 의해 처리된다. 보정된 비행 시간은 송신 라인들(112)을 통해 BCM(104)에 송신된다. BCM(104)은 센서(110)에 가장 가까운 객체(120)의 표면에 대한 객체(120)의 검출을 보고한다. 다양한 형상, 높이 및 불분명한 치수들의 장애물들에 대한 신뢰성 있는 검출이 필요하다. 또한, 심각한 잡음 조건들 동안 변화하는 임계치들로 인한 잘못된 장애물 검출을 피하는 것이 바람직한 특성이다. 음향 거리 측정 시스템(100)은 추가로 설명되는 바와 같이 이러한 문제점들을 보상한다.

도 2는 도 1의 음향 거리 측정 시스템에서 사용하기 위한 음향 거리 측정 회로(200)를 블록 다이어그램 형태로 예시한다. 음향 거리 측정 회로(200)는 제어기(204), 주파수 생성기(208), 송신기 증폭기(212), 음향 변환기(214), 수신기 증폭기(216) 및 감지 회로(220)를 포함한다.

제어기(204)는 주파수 생성기(208)에 연결된다. 제어 신호가 제어기(204)로부터 주파수 생성기(208)로 출력된다. 또한, 제어기(204)는 결정된 임계치를 출력하기 위한 적어도 하나의 출력 단자를 갖는다. 제어기(204)는 보정된 비행 시간을 위한 신호를 수신하기 위한 입력 단자를 갖는다. 제어기(204)는 예를 들어 BCM, 전자 제어 유닛, 또는 도 1의 음향 거리 측정 시스템을 작동시키는 제어 시스템일 수 있다. 제어기(204)는 제어 신호를 주파수 생성기(208)에 출력하는 것에 의해서뿐만 아니라, 감지 회로(220)가 음향 변환기(214)에서 반향 신호들을 수신할 때 처리된 보정된 비행 시간 신호를 수신하는 것에 의해 도 1의 음향 거리 측정 시스템을 작동시킨다.

주파수 생성기(208)는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 단자, 및 송신기 증폭기(212)에 연결된 출력 단자를 갖는다. 주파수 생성기(208)는 송신기 증폭기(212)를 통해 변환기(214)로 송신되는 전기 신호를 생성한다.

송신기 증폭기(212)는 주파수 생성기(208)로부터 전기 신호를 수신하기 위한 입력을 갖는다. 음향 변환기(214)에 연결된 송신기 증폭기(212)의 출력은 증폭된 전기 신호를 음향 변환기(214)에 제공하기 위한 것이다.

음향 변환기(214)는 증폭된 전기 신호를 수신하기 위한 입력 단자를 갖는다. 또한, 음향 변환기(214)는 생성된 펄스 신호 또는 음향 신호를 송신하도록 구성된 출력 단자를 갖는다. 음향 변환기(214)는 예를 들어 압전 센서일 수 있다.

수신기 증폭기(216)는 음향 변환기(214)에 연결하기 위한 입력, 및 출력을 갖는다. 감지 회로(220)에 연결된 수신기 증폭기(216)의 출력은 수신된 펄스 신호를 송신한다.

감지 회로(220)는 수신기 증폭기(216)의 출력에 연결된 입력, 임계치를 수신하기 위한 입력, 및 임계치의 검출에 응답하여 보정된 비행 시간 측정치를 제공하기 위한 출력을 갖는다. 임계치는 제어기(204)에 의해 구성되는 시간 가변적인 신호이다. 임계치는 음향 변환기(214)의 치수 위치에 따라, 그리고 장애물의 잘못된 검출을 피하기 위해 음향 변환기(214)에 의해 검출된 배경 잡음의 측정된 효과에 응답하여 구성된다. 결정된 임계치는, 음향 변환기로부터의 음향 신호의 송신에 응답하여 장애물을 검출하기 위해, 수신된 펄스에 대한 최소 크기를 잡음 레벨 위에서 교차하도록 정의하기 위해 감지 회로(220)에 의해 이용된다. 감지 회로(220)는 반향 또는 펄스 신호의 시작을 비행 시간으로서 보고하며, 여기서 펄스 신호의 시작은 음향 변환기(214)에 대한 가장 가까운 장애물 표면을 나타낸다.

동작 시에, 제어기(204)는 제어 신호를 주파수 생성기(208)에 제공한다. 제1 시간에, 주파수 생성기(208)는 신호를 생성하고 생성된 신호를 전기 신호로서 송신기 증폭기(212)에 제공한다. 송신기 증폭기(212)는 주파수 생성기(208)에 의해 생성된 신호의 전력을 증폭하고 전기 신호를 음향 변환기(214)에 제공한다. 송신기 증폭기(212)가 구현되지 않은 경우, 주파수 생성기(208)는 증폭되지 않은 신호를 음향 변환기(214)에 제공한다. 음향 변환기(214)는 진동하고, 제공된 입력 신호에 대응하는 신호를 생성한다. 음향 변환기(214)에 의해 생성된 음향 신호는 진동하고 음향 변환기(214)로부터 멀리 이동한다. 수신기 증폭기(216)는 반향 신호들에 대해 음향 변환기(214)를 모니터링하고, 수신된 반향 신호들을 증폭하고, 그 후 펄스 신호를 감지 회로(220)에 송신한다. 감지 회로(220)는 임계치의 입력에 더하여 수신된 펄스 신호를 이용하여 음향 신호의 보정된 비행 시간을 결정한다. 보정된 비행 시간은 제어기(204)에 보고된다.

도 3은 도 2의 감지 회로(220)로서 사용될 수 있는 감지 회로(300)를 블록 다이어그램 형태로 예시한다. 감지 회로(300)는 일반적으로 제어기(204), 아날로그-디지털 변환기(320), 디지털 필터(322), 상승 에지 검출기(324), 피크 검출기(326), 보정 알고리즘 모듈(328), 비행 시간 보정 계산 모듈(330), 품질(Q) 인자 지연 값 블록(322), 비행 시간 알고리즘 모듈(334) 및 변환기 품질(Q) 인자 지연 값 블록(336)을 포함한다.

아날로그-디지털 변환기(320)는 입력 신호를 수신하기 위한 수신기 증폭기(예를 들어, 도 2의 수신기 증폭기(216))의 출력에 연결된 입력, 및 출력을 갖는다. 디지털 필터(322)는 아날로그-디지털 변환기(320)의 출력에 연결된 입력과, Q 인자 지연 값 블록(332)에서 Q 인자 시간 지연 값을 제공하기 위한 출력, 및 필터링된 신호를 제공하기 위한 출력을 갖는다.

상승 에지 검출기(324)는 디지털 필터(322)의 출력에 결합된 입력, 및 디지털 필터(322)로부터 수신된 펄스 신호의 상승 에지가 임계치와 교차할 때의 제1 크기 및 제1 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는다.

피크 검출기(326)는 디지털 필터(322)의 출력에 결합된 입력, 및 피크 시간에 디지털 필터(322)로부터 수신된 펄스 신호의 크기를 제공하기 위한 출력을 갖는다. 펄스 신호의 크기는 필터링된 펄스 신호에 따라 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 장애물을 검출하는 것에 응답하여 수신된다.

보정 알고리즘 모듈(328)은 상승 에지 검출기 및 피크 검출기에 결합된 입력, 및 보정 비율을 제공하기 위한 출력을 갖는다. 보정 비율은 제1 시간에 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기의 상승 에지가 임계치와 교차할 때의 제1 크기와, 피크 시간에 음향 변환기로부터 수신된 펄스의 크기의 비율이다.

비행 시간 보정 계산 모듈(330)은 보정 알고리즘 모듈(328)의 출력에 결합된 입력, 디지털 필터 Q 인자 시간 지연 값 블록(332)의 출력을 수신하기 위한 입력, 음향 변환기 Q 인자 시간 지연 값 블록(336)의 출력을 수신하기 위한 입력, 및 필터링된 신호에 따라, 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내의 제1 위치에서 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 신호의 보정된 비행 시간을 계산하기 위한 보상 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는다.

비행 시간 모듈(334)은 피크 검출기(326)의 출력에 결합된 입력, 비행 시간 보정 계산 모듈(330)의 출력에 결합된 입력, 및 음향 신호가 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 신호의 보정된 비행 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는다.

동작 시에, 감지 회로(300)는 입력 신호를 수신하는데, 여기서 입력 신호는 물리적 객체들로부터의 반사에 의해 생성된 (도 2의) 음향 변환기(214)에 의해 제공된 반향 신호들로부터 생기는 (도 2의) 수신기 증폭기(216)로부터 수신된 펄스를 포함한다. 감지 회로(300)는 음향 변환기(214)로부터 수신된 신호를 필터링하고, 음향 변환기(214)를 통해 송신된 음향 신호에 대한 음향 신호들의 보정된 비행 시간에 대응하는 출력을 제공한다. 제어기(204)는 구성된 임계치를 감지 회로에 송신한다. 아날로그-디지털 변환기(320)는 수신된 입력 신호를 디지털화한다. 디지털 필터(322)는 디지털화된 입력 신호를 수신하고, 필터링된 펄스 신호를 상승 에지 검출기(324) 및 피크 검출기(326)에 제공한다. 필터링된 펄스 신호의 상승 에지는 상승 에지가 임계치와 교차하는 포인트에서 상승 에지 검출기(324)에 의해 검출된다. 펄스의 상승 에지를 검출하는 것에 응답하여, 상승 에지가 임계치와 교차하는 시간, 및 상승 에지가 임계치와 만나는 크기가 보정된 비행 시간을 계산하는 데 사용하기 위해 저장된다. 피크 검출기(326)는 필터링된 펄스 신호의 피크 크기를 검출한다. 펄스의 피크 크기를 검출하는 것에 응답하여, 피크 검출기(326)는 피크 크기를 보정된 비행 시간을 결정하는 데 사용하기 위한 제2 크기로서 저장한다. 피크 검출은 제1 시간에 임계치를 지나가는 필터링된 펄스 신호에 후속하여 수행되고, 필터링된 펄스 신호가 임계치보다 높은 동안 유효하다.

또한, 상승 에지가 필터링된 신호의 임계치(제1 크기) 및 피크 크기(제2 크기)와 교차할 때 크기를 검출한 후에, 제1 및 제2 검출된 크기들이 보정된 비행 시간을 계산하는 데 이용된다. 제1 크기와 제2 크기의 비율은 보정 알고리즘 모듈(328)에 의해 결정된다. 제1 크기와 제2 크기의 비율은 100의 인수(factor)와 곱해진다. 결정된 비율의 값은 비행 시간 보정 계산 모듈(330)에서 이용된다. 비행 시간 보정 계산 모듈(330)에서, 보정 룩업 테이블 또는 보정 알고리즘을 이용하여 보상 시간을 추가로 결정한다. 보상 시간은 최초에 검출된 비행 시간을 조정하는 데 이용되는 시간량이다. 보상 시간을 이용하는 조정은 음향 신호가 장애물에 부딪히는 때에 응답하여 펄스의 보정된 시작을 결정한다.

또한, 음향 신호가 장애물에 부딪히는 때에 응답하여 보정된 비행 시간을 제어기(204)에 적시에 송신하기 위해, Q 인자 지연(332) 및 변환기 Q 인자 지연(336) 중 적어도 하나가 비행 시간 보정 계산(330)에서의 계산에 반영된다. 비행 시간 알고리즘 모듈(334)은 비행 시간 보정 계산 모듈(330)의 출력에 의해 제공되는 보상 시간이, 상승 에지 검출기(324)에서 결정된 바와 같이, 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기의 상승 에지가 임계치와 교차하는 때의 제1 시간으로부터 감산될 때 제어기(204)에 보정된 비행 시간을 제공한다.

일 실시예에서, 디지털 필터(322) 및 변환기(214)의 Q 인자 시간 지연은 비행 시간 측정치가 제어기(204)에 제공되기 전에 펄스 측정치의 송신을 수신하는 최대 시간을 결정한다. 디지털 필터 품질 인자 시간 지연(332)은 감지 회로(300)가 정확한 타이밍으로 제어기(204)에 보정된 비행 시간을 제공하기 위해 필요한 시간 지연을 결정한다. 디지털 필터 Q 인자 시간 지연(332)의 값은 펄스의 제1 크기가 상승 에지 검출기(324)에서 검출될 때 동적으로 선택된다. 디지털 필터 Q 인자 시간 지연(332)에 있어서의 증가가 검출됨에 따라, 디지털 필터(322)의 응답 시간이 자동으로 증가한다. 그러나, 미리 결정된 Q 인자 시간 지연 값보다 낮은 디지털 필터 Q 인자 시간 지연(332)에 대한 값의 검출에 응답하여, 변환기 Q 인자 시간 지연(336)은 펄스의 크기가 검출될 때 동적으로 입력된다. 동적으로 결정된 고정 지연을 비행 시간 보정 알고리즘에 통합함으로써, 감지 회로가 보정된 비행 시간을 제어기(204)에 송신하는 데 필요한 시간을 적절히 보상할 수 있어서, 보정된 비행 시간의 정확한 실시간 보고를 유지하면서 장애물 탐지의 정확도를 증가시킬 수 있다.

다른 실시예에서, 디지털 필터 Q 인자는 변환기(214)가 반향 펄스 신호를 수신할 때 고정된다. 디지털 필터 Q 인자는 감지 회로(300)의 성능을 개선하도록 선택된다. 예를 들어, 디지털 필터 Q 인자는 Q5 내지 Q20의 범위의 미리 결정된 Q 인자이다. 디지털 필터(322)에 대한 높은 값은 디지털 필터(322)가 높은 신호 대 잡음비 또는 증가된 잡음 억제를 달성하는 것을 가능하게 한다. 그러나, 디지털 필터(322)의 도플러 성능은 높은 Q 인자 값이 선택될 때 최적에는 못 미친다. 디지털 필터 Q 인자에 대한 낮은 값이 선택될 때, 감지 회로(200)의 도플러 성능은 더 좋다; 그러나, 신호 대 잡음비가 낮아, 더 적은 잡음이 억제될 수 있게 한다. 펄스 상승 시간은 디지털 필터(322)의 선택된 Q 인자에 의존한다; 이에 따라, 디지털 필터 Q 인자 시간 지연(332)은 음향 신호의 보정된 비행 시간을 제어기(204)에 보고할 때의 인자이다. 예를 들어, 디지털 필터(322)에 대한 Q5의 품질 인자 값에 대해, 펄스 신호가 50%에서 100%로 상승하는 시간은 Q10 품질 인자 값의 경우에 펄스 신호가 50%에서 100%로 상승하는 데 소요되는 시간의 절반이다. 낮은 Q 디지털 필터 설정에 대해, 변환기 Q 인자 시간 지연(336)은 보정된 비행 시간을 결정하는 데 이용된다. 일 실시예에서, 디지털 필터 Q 인자에 대한 값은 미리 결정된 Q 인자 값이다. 디지털 필터 Q 인자는 측정의 개시 전에 선택되며, 측정의 지속기간 동안 동일한 Q 인자를 유지한다. 다른 실시예에서, 낮은 Q 인자 및 높은 Q 인자 중 적어도 하나가 미리 정의된 측정 거리에 대응하도록 선택된다. 하나의 예에서, 가까운 거리(예를 들어, 2.4 미터 미만)에서 장애물로부터 수신된 반사들은 개선된 신호 대 잡음비로부터 이익을 얻는다; 이에 따라, 더 높은(또는 증가된) Q 인자가 적용된다.

도 4는 도 3의 감지 회로(300)에 의해 수신된 필터링된 펄스 신호를 나타내는 비행 시간 보정 다이어그램(400), 및 예시적인 보정 룩업 테이블(440)을 예시한다. 비행 시간 보정 다이어그램(400) 내에서, 시간이 시간 축(412) 상에 표시되고 수직 축은 다양한 신호의 크기(볼트 단위)를 나타낸다. 또한, 비행 시간 다이어그램(400)은 펄스 측정 파형(406), 임계치 크기(404), 피크 크기(402), 반향 비교 신호를 보여주는 파형(408), 보정된 반향 비교 신호를 보여주는 파형(410), 보상 시간(418), 비행 시간 측정치(414), 및 상승 에지 시간(416)을 포함한다. 예시적인 보정 룩업 테이블(440)은 보상 시간(418) 및 보정 비율(442)을 포함한다.

비행 시간 보정 다이어그램(400)은 필터링된 펄스(406)에 적용된 보정을 보여준다. 상승 에지 검출기(324)는 펄스 측정치(406)가 임계치 크기(404)와 교차하는 때를 검출하고, 교차 포인트에서의 크기가 제1 크기로서 기록된다. 피크 검출기(326)에 의해 검출된 제2 크기, 피크 크기(402)는 제2 시간에 펄스 신호가 임계치(404)와 교차하기 전에 펄스 측정치(406)의 최고 피크로서 기록된다. 임계치 크기(404) 및 피크 크기(402)를 수신한 후에, 보정 알고리즘(328)은 보정 비율(442)의 값을 결정한다. 보정 비율(442)은 포인트들의 유한 선택으로 그래픽 플롯 상의 보정 비율(442)의 값을 선택하는 것을 통해 보상 시간(418)을 결정하고, 이어서 예시적인 보정 룩업 테이블(440)과 관련된 값들에 따라 보상 시간(418)을 결정하는 데 이용된다. 비행 시간 보정 계산(330)은 보상 시간(418)을 결정한다. 예시적인 룩업 테이블이 이 예시에서 이용되지만, 알고리즘이 룩업 테이블의 사용 없이 보상 시간(418)을 결정하는 데 이용될 수 있다. 또한, 보정된 비행 시간인, 비행 시간 측정치(414)는 비행 시간 알고리즘(334)에서 제공되는 바와 같이 상승 에지 시간(416)으로부터 보상 시간(418)을 감산함으로써 계산된다. 보정된 비행 시간은 제어기(204)에 보고된다. 비행 시간 보정 다이어그램(400) 내의 파형(408) 및 파형(410)은 펄스 측정치(406)가 수신될 때 보정된 비행 시간을 계산하는 것과 관련된 막대한 조정 시간을 보여준다.

도 5는 타이밍 다이어그램(500)을 예시한다. 타이밍 다이어그램(500)은 펄스 신호(510), 입력/출력(I/O) 라인 통신(520), 및 I/O 라인 통신(530)을 포함한다. y-축(502) 및 x-축(512) 상에 위치된 펄스 신호(510)는 피크 검출(508), 임계치(504), 비행 시간(514), 제1 검출(516), 및 검출 시간(518)을 포함한다. I/O 라인 통신(520)은 y-축(502), x-축(512), 신호(522), 및 검출 후 고정 지연(524)을 포함한다. I/O 라인 통신(530)은 y-축(502), x-축(512), 신호(532), 및 Q 인자 시간 지연(534)을 포함한다.

타이밍 다이어그램(500) 내에서, 송신된 음향 신호가 장애물에 부딪힐 때 펄스 신호(510)가 변환기(214)에서 수신된다. 펄스 신호(510)의 크기는 y-축(502) 상에 보고된다. 펄스 신호 측정의 시간 범위는 y-축 상에 보고된다. 임계치(504)는 장애물의 존재를 검출하기에 충분한 크기를 나타낸다. 제1 검출(516)에서, 수신된 펄스의 크기는 임계치(504)와 교차한다. 피크 검출(508)은 임계치(504) 위에 있는, 장애물의 최대 검출 포인트이다. 장애물 검출은 펄스 신호(510)가 임계치(504) 위에 있는 동안 활성이다.

I/O 라인 통신(520)은 측정 후 고정 지연이 적용될 때 펄스 신호(510)가 I/O 라인을 통해 어떻게 전달되는지를 보여준다. 예를 들어, 펄스 신호가 임계치(504)와 교차할 때, 펄스 신호(510)는 제1 검출(516)에서 임계치와 교차하고 I/O 라인을 통해 하강 에지를 갖는 신호(522)로서 제어기(204)에 보고된다. 로우 펄스는 검출 시간(518)에 대응하는 펄스 신호(510)의 폭을 식별한다. 고정 지연(524)으로서 예시된 I/O 라인 상승 에지는 펄스 신호(510)가 임계치(504) 아래로 떨어지고, 이에 의해 비행 시간을 제어기(204)에 보고하기 위한 지연 시간을 개시할 때에 대응하는 때를 식별한다.

이러한 측정 후 고정 지연에 대한 대안으로서, 감지 회로(300)는 펄스 신호(510)의 수신 동안 Q 인자 고정 지연을 보정된 비행 시간의 알고리즘에 반영한다. IO 라인 통신(530)은 Q 인자 고정 지연이 감지 회로(300)와 관련될 때 펄스 신호(510)가 IO 라인을 통해 어떻게 전달되는지를 보여준다. 예를 들어, 펄스 신호(510)는 펄스 신호(510)가 임계치(510) 아래로 떨어질 때 하강 에지로서 신호(532)에 의해 표시된다. 신호(532)의 하강 에지는 검출 시간(518)의 완료와 대응한다. Q 인자 지연(534)은 검출 시간(518)에 반영된다; 이에 따라, 고정 지연(524)과 같은 추가 지연이 회피된다.

검출 시간(518)에의 Q 인자 시간 지연의 반영을 추가로 설명하기 위해, 하나의 예에서, Q 인자 시간 지연(534)은 펄스 신호(516)가 임계치(504)와 교차할 때 결정된다. 펄스 신호(510)는 변환기(214)에서 수신된다. 제1 검출(516)을 수신하는 것에 응답하여, Q 인자 시간 지연(534)의 지속기간이 결정된다. Q 인자 시간 지연(534)은 비행 시간 측정치(514)가 제어기(205)에 제공되기 전에 펄스 신호(510)의 송신을 수신하는 최대 시간을 결정한다. 감지 회로(330)는 Q 인자 시간 지연(534)이 검출 시간(518)보다 큰 때를 결정한다. Q 인자 시간 지연(534)이 검출 시간(518)보다 작은 것에 응답하여, Q 인자 시간 지연은 동적으로 증가되어서, 디지털 필터(322) 및 변환기(214)와 같은 관련 컴포넌트의 응답 시간을 증가시킨다. Q 인자 시간 지연(534)이 검출 시간(518)보다 큰 것에 응답하여, 보정된 Q 인자 시간 지연이 제공된다. 일 실시예에서, 디지털 필터(322) 및 변환기(214) 중 적어도 하나의 최대 Q 인자에 대응하여 미리 결정된 고정 시간 지연이 이용된다.

도 6은 음향 센서에 대한 제1 및 제2 거리에서 객체가 검출될 때 거리 가변적인 임계치의 영향을 나타내는 차트를 보여준다. 비행 시간 보상 차트(600)는 거리(610), 임계치(612), 피에조 A 비활성화(602), 피에조 B 비활성화(604), 피에조 A 활성화(606) 및 피에조 B 활성화(608)를 포함한다. 비행 시간 보상 차트(630)는 거리(610), 임계치(612), 피에조 A 비활성화(632), 피에조 B 비활성화(634), 피에조 A 활성화(636) 및 피에조 B 활성화(638)를 포함한다.

비행 시간 보상 차트(600)는 비행 시간 측정 동안 2 미터의 거리에서 장애물에 부딪힐 때 반향 신호를 수신하는 센서, 예를 들어 진폭 변조 센서 및 주파수 처프 센서를 보여준다. 비행 시간 보상 차트(600) 내에서, 거리(610)는 센티미터 단위의 장애물의 측정된 거리이고, 임계치(612)는 보고된 임계치의 크기에 있어서의 변화에 대응하고, 피에조 A 비활성화(602)는 비행 시간 보상이 비활성화되는 피에조 전자 장치, 예를 들어 주파수 처프 센서에 대응한다. 마찬가지로, 피에조 B 비활성화(604)는 비행 시간 보상이 또한 비활성화되는 피에조 전자 장치, 예를 들어 진폭 변조 센서에 대응한다. 유사하게, 피에조 A 활성화(606) 및 피에조 B 활성화(608)는 비행 시간 보상이 활성화되는, 각각, 주파수 처프 센서 및 진폭 변조 센서에 대응한다.

비행 시간 보상 차트(600)의 예에서, 피에조 A 비활성화(602) 및 피에조 B 비활성화(604)는 미리 결정된 임계치가 임계치(612)의 크기에 대해 10에서 60까지 변할 때 거의 3 cm의 변화를 시뮬레이션한다. 대조적으로, 피에조 A 활성화(606) 및 피에조 B 활성화(608)의 경우에는, 미리 결정된 임계치가 임계치(612)의 크기에 대해 10에서 60까지 변할 때 1 cm의 무시할 수 있는 변화가 식별된다. 비행 시간 보상의 활성화는 적어도 2 cm만큼 측정의 정확도를 증가시킨다. 또한, 비행 시간 보상의 활성화는 비행 시간 보상이 활성화될 때 미리 결정된 임계치에 의해 비행 시간이 크게 영향을 받지 않는다는 것을 보여준다.

비행 시간 보상 차트(630)는 비행 시간 측정 동안 3 미터의 거리에서 장애물에 부딪힐 때 반향 신호를 수신하는 센서, 예를 들어 진폭 변조 센서 및 주파수 처프 센서를 보여준다. 비행 시간 보상 차트(630) 내에서, 거리(610)는 센티미터 단위의 장애물의 측정된 거리이고, 임계치(612)는 보고된 임계치의 크기에 있어서의 변화에 대응하고, 피에조 A 비활성화(632)는 비행 시간 보상이 비활성화되는 피에조 전자 장치, 예를 들어 주파수 처프 센서에 대응한다. 마찬가지로, 피에조 B 비활성화(634)는 비행 시간 보상이 또한 비활성화되는 피에조 전자 장치, 예를 들어 진폭 변조 센서에 대응한다. 유사하게, 피에조 A 활성화(636) 및 피에조 B 활성화(638)는 비행 시간 보상이 활성화되는, 각각, 주파수 처프 센서 및 진폭 변조 센서에 대응한다.

비행 시간 보상 차트(630)의 예에서, 피에조 A 비활성화(632) 및 피에조 B 비활성화(634)는 미리 결정된 임계치가 임계치(612)의 크기에 대해 10에서 60까지 변할 때 거의 2 내지 3 cm의 변화를 시뮬레이션한다. 대조적으로, 피에조 A 활성화(636) 및 피에조 B 활성화(638)의 경우에는, 미리 결정된 임계치가 임계치(612)의 크기에 대해 10에서 60까지 변할 때 1 cm 이하의 무시할 수 있는 변화가 식별된다. 센서와 검출 가능한 객체 사이의 거리에 있어서의 증가에 따라, 비행 시간 보상의 활성화는 적어도 2 cm만큼 측정의 정확도를 증가시킨다. 또한, 다시 한 번, 비행 시간 보상의 활성화는 비행 시간 보상이 활성화될 때 미리 결정된 임계치에 의해 비행 시간이 영향을 받지 않는다는 것을 보여준다.

도 7은 비행 시간 보상이 활성화된 장애물을 검출하기 위한 방법(700)의 흐름도를 보여준다. 블록 702에서, 제1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호가 생성된다. 블록 704에서, 음향 신호가 장애물에 부딪히는 것에 응답하여, 음향 변환기에서 펄스가 검출된다. 블록 706에서, 펄스의 상승 에지가 임계치와 교차하는 때가 검출된다. 블록 908에서, 교차 포인트에서의 펄스의 제1 크기 및 제1 시간이 저장된다. 블록 710에서, 수신된 펄스의 피크 크기가 검출된다. 블록 712에서, 피크 크기는 수신된 펄스의 제2 크기로서 저장된다. 블록 714에서, 100을 곱한, 제1 크기와 제2 크기의 비율이 보정 룩업 테이블에 제공된다. 블록 716에서, 보정 룩업 테이블로부터 보상 시간이 추출된다. 블록 718에서, 이 보상 시간을 제1 시간으로부터 감산하여 보상된 비행 시간을 결정한다. 블록 720에서, 보상된 비행 시간이 장애물의 제1 위치에 대응하기 때문에 장애물의 제1 위치가 결정된다. 블록 722에서, 보상된 비행 시간은 Q 인자 시간 지연 미만과 동등한 시간에 제어기에 보고된다. 프로세스는 종료 블록에서 종료된다.

본 주제가 특정한 바람직한 실시예들 및 예시적인 실시예들과 함께 설명되었지만, 상기 도면들 및 그의 설명들은 본 주제의 전형적인 실시예들만을 묘사하고 이에 따라 그의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 많은 대안들 및 변형들이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 독창적인 태양들은 단일의 상기 개시된 실시예의 모든 특징보다 적은 특징에 있을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 음향 거리 측정 회로는 송신기 증폭기, 수신 증폭기, 제어기, 및 감지 회로를 포함한다. 송신기 증폭기는 음향 변환기에 결합되어 그것에 음향 신호를 제공하고 음향 변환기 품질 인자 시간 지연을 제공하도록 구성된 출력을 갖는다. 수신기 증폭기는 음향 변환기에 결합되어 펄스를 수신하도록 구성된 입력, 및 출력을 갖는다. 제어기는 음향 변환기의 치수 위치에 응답하여, 그리고 음향 변환기에 의해 검출된 배경 잡음의 측정된 효과에 응답하여, 시간 가변적인 크기 신호를 정의하기 위한 임계치를 제공한다. 감지 회로는 수신기 증폭기의 출력에 결합된 입력, 및 임계치의 검출에 응답하여 보정된 비행 시간 측정치를 제공하기 위한 출력을 갖는다. 감지 회로는 음향 변환기로부터의 음향 신호의 송신에 응답하여 음향 신호가 장애물의 제1 위치까지 이동하는 시간을 정의하고, 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 장애물을 검출한다.

이 실시예의 일 태양에 따르면, 감지 회로는 수신기 증폭기의 출력에 결합된 입력, 필터링된 신호를 제공하기 위한 출력, 및 디지털 필터 품질 인자 시간 지연을 제공하기 위한 출력을 갖는 디지털 필터, 디지털 필터의 출력에 결합된 입력, 및 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 상승 에지가 임계치와 교차할 때의 제1 시간 및 제1 크기를 제공하기 위한 출력을 갖는 상승 에지 검출기, 및 디지털 필터의 출력에 결합된 입력, 및 필터링된 신호에 따라 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 장애물을 검출하는 것에 응답하여, 피크 시간에 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기를 제공하기 위한 출력을 갖는 피크 검출기를 포함한다. 이 태양에 따르면, 감지 모듈은 제1 보정 모듈 및 비행 시간 보정 모듈을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 보정 모듈은 상승 에지 검출기 및 피크 검출기에 결합된 입력, 및 보정 비율을 제공하기 위한 출력을 갖고, 보정 비율은 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기의 상승 에지가 임계치와 교차할 때의 제1 크기와, 피크 시간에 음향 변환기로부터 수신된 펄스의 크기의 비율이고, 비행 시간 보정 계산 모듈은 제1 보정 모듈의 출력에 결합된 입력, 디지털 필터 품질 인자 시간 지연을 수신하기 위한 입력, 음향 변환기 품질 인자 시간 지연을 수신하기 위한 입력, 및 필터링된 신호에 따라 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 제1 위치에서 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 신호의 보정된 비행 시간을 계산하기 위한 보상 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는다.

다른 태양에 따르면, 감지 회로는 피크 검출기의 출력에 결합된 입력, 비행 시간 보정 계산 모듈의 출력에 결합된 입력, 및 음향 신호가 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 신호의 보정된 비행 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는 비행 시간 모듈을 포함한다. 이 경우, 제1 보정 모듈은 또한 비율에 100의 인수를 곱할 수 있다. 비행 시간 모듈은 또한 비행 시간 보정 계산 모듈의 출력에 의해 제공되는 보상 시간이 수신기 증폭기로부터 수신된 펄스의 크기의 상승 에지가 임계치와 교차할 때의 제1 시간으로부터 감산될 때 보정된 비행 시간을 제공할 수 있다. 디지털 필터 품질 인자 시간 지연은 펄스의 크기가 검출될 때 동적으로 선택될 수 있다.

또 다른 태양에 따르면, 디지털 필터 품질 인자 시간 지연은 감지 회로의 지연 시간을 동적으로 결정할 수 있다. 그렇다면, 미리 결정된 품질 인자 시간 지연 미만의 디지털 필터 품질 인자 시간 지연의 검출에 응답하여, 펄스의 크기가 검출될 때 변환기 품질 인자 시간 지연이 동적으로 입력될 수 있다. 게다가, 디지털 필터 품질 인자 시간 지연에 있어서의 증가가 검출됨에 따라, 디지털 필터의 응답 시간이 자동으로 증가할 수 있다.

다른 실시예에서, 음향 거리는 송신기 증폭기, 수신기 증폭기 및 감지 회로를 포함한다. 송신기 증폭기는 제1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호를 생성하기 위한 것이며, 여기서 음향 변환기는 장애물의 제1 위치를 결정하기 위해 음향 신호를 송신한다. 수신기 증폭기는 음향 신호가 미리 결정된 거리 내에서 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 음향 변환기에서 펄스를 검출하기 위한 것이다. 감지 회로는 펄스의 상승 에지가 결정된 임계치와 교차하는 것에 응답하여 제1 시간 및 제1 크기를 검출하고, 펄스의 제1 피크를 검출하는 것에 응답하여 제2 크기를 검출하고, 제1 크기 및 제2 크기의 검출에 응답하여 보정 룩업 계산 테이블로부터 보상 시간이 추출될 때 미리 결정된 거리 내에서 음향 신호의 비행 시간을 결정하고, 제1 시간으로부터 감산될 보상 시간을 제공하기 위한 것이며, 여기서 보상 시간과 제1 시간의 차이가 비행 시간이다.

이 실시예의 일 태양에 따르면, 미리 결정된 거리 내의 장애물의 제1 위치가 추정되며, 여기서 비행 시간은 장애물의 제1 위치의 검출에 대응한다.

다른 태양에 따르면, 펄스의 상승 에지가 검출되고, 결정된 임계치에서 펄스의 상승 에지를 검출하는 것에 응답하여, 제1 시간 및 제1 크기가 저장된다. 이 태양에 따르면, 펄스의 제1 피크가 검출될 수 있으며, 여기서 펄스의 제1 피크는 제2 크기이고, 펄스의 제1 피크를 검출하는 것에 응답하여, 제2 크기가 저장된다. 이 경우, 제1 크기와 제2 크기의 비율이 검출될 수 있고, 비율을 결정하는 것은 100의 인수를 곱한, 제1 크기와 제2 크기의 비율을 보정 룩업 계산 테이블에 제공하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 보상 시간은 보정 룩업 계산 테이블로부터 추출될 수 있으며, 여기서 보상 시간은 보정 룩업 계산 테이블 내의 제1 크기와 제2 크기의 비율에 대응한다.

또 다른 태양에 따르면, 음향 신호가 장애물과 교차하는 것에 응답하여 펄스의 시작이 검출될 수 있고, 펄스가 결정된 임계치와 교차할 때 제1 크기를 수신하는 것에 응답하여, 품질 인자 시간 지연이 결정될 수 있으며, 여기서 품질 인자 시간 지연은 비행 시간 측정치가 제어기에 제공되기 전에 펄스 측정치의 송신을 수신하는 최대 시간을 결정한다. 이 태양에 따르면, 품질 인자 시간 지연이 피크 검출 시간보다 큰 때의 시간이 결정될 수 있고, 품질 인자 시간 지연이 피크 검출 시간보다 작은 것에 응답하여, 품질 인자 시간 지연이 동적으로 증가되어서, 대응하는 디지털 필터의 응답 시간을 증가시킬 수 있으며, 보정된 품질 인자 시간 지연이 제어기에 조정된 최대 비행 시간 보고 시간으로서 제공될 수 있다.

또 다른 태양에 따르면, 결정된 임계치에 대응하는 프로그램 가능한 값들이 수신될 수 있으며, 여기서 결정된 임계치는 시간 가변적인 임계치이다.

추가의 태양에 따르면, 음향 변환기로부터의 음향 신호는 필터링된 신호를 제공하도록 필터링될 수 있고, 장애물은 필터링된 신호의 수신에 응답하여 검출될 수 있다.

더욱이, 본 명세서에 기술된 일부 실시예들은 다른 실시예들에 포함된 일부 특징들 - 그러나 다른 특징들은 아님 - 을 포함하며, 이에 따라, 당업자에 의해 이해될 바와 같이, 상이한 실시예들의 특징들의 조합들은 본 개시의 범주 내에 있는 것으로 의도되고, 상이한 실시예를 이룬다.

Claims

음향 거리 측정 회로로서,
음향 변환기에 결합되어 상기 음향 변환기에 음향 신호를 제공하고 음향 변환기 품질 인자 시간 지연을 제공하도록 구성된 출력을 갖는 송신기 증폭기;
상기 음향 변환기에 결합되어 펄스를 수신하도록 구성된 입력, 및 출력을 갖는 수신기 증폭기;
상기 음향 변환기의 치수 위치에 응답하여, 그리고 상기 음향 변환기에 의해 검출된 배경 잡음의 측정된 효과에 응답하여, 시간 가변적인 크기 신호를 정의하기 위한 임계치를 제공하기 위한 제어기; 및
상기 수신기 증폭기의 상기 출력에 결합된 입력, 및 상기 임계치의 검출에 응답하여 보정된 비행 시간 측정치를 제공하기 위한 출력을 가지며, 상기 음향 변환기로부터의 상기 음향 신호의 송신에 응답하여 상기 음향 신호가 장애물의 제1 위치까지 이동하는 시간을 정의하고, 상기 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 상기 장애물을 검출하기 위한 감지 회로로서, 상기 감지 회로는 상기 펄스가 제1 임계치와 교차할 때의 제1 시간, 상기 펄스의 피크, 상기 펄스의 피크에 대한 상기 제1 임계치의 보정 비율, 상기 보정 비율에 대응하는 보상 시간, 및 상기 제1 시간과 상기 보상 시간의 차이에 응답하여 조정된 비행 시간을 결정하는, 상기 감지 회로를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
제1항에 있어서, 상기 감지 회로는,
상기 수신기 증폭기의 상기 출력에 결합된 입력, 필터링된 신호를 제공하기 위한 출력, 및 디지털 필터 품질 인자 시간 지연을 제공하기 위한 출력을 갖는 디지털 필터;
상기 디지털 필터의 상기 출력에 결합된 입력, 및 제1 크기 및 상기 제1 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는 상승 에지 검출기; 및
상기 디지털 필터의 상기 출력에 결합된 입력, 및 상기 필터링된 신호에 따라 상기 음향 변환기에 대한 상기 미리 정의된 거리 내에서 상기 장애물을 검출하는 것에 응답하여, 피크 시간에 상기 수신기 증폭기로부터 수신된 상기 펄스의 크기를 제공하기 위한 출력을 갖는 피크 검출기를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
제2항에 있어서, 상기 감지 회로는,
상기 상승 에지 검출기 및 상기 피크 검출기에 결합된 입력, 및 상기 보정 비율을 제공하기 위한 출력을 갖는 제1 보정 모듈 - 상기 보정 비율은 상기 수신기 증폭기로부터 수신된 상기 펄스의 상승 에지가 상기 임계치와 교차할 때의 상기 제1 크기와, 상기 피크 시간에 상기 음향 변환기로부터 수신된 상기 펄스의 상기 크기의 비율임 -; 및
상기 제1 보정 모듈의 상기 출력에 결합된 입력, 상기 디지털 필터 품질 인자 시간 지연을 수신하기 위한 입력, 상기 음향 변환기 품질 인자 시간 지연을 수신하기 위한 입력, 및 상기 필터링된 신호에 따라 상기 음향 변환기에 대한 상기 미리 정의된 거리 내에서 상기 제1 위치에서 상기 장애물에 부딪히는 것에 응답하여 상기 음향 신호의 보정된 비행 시간을 계산하기 위한 상기 보상 시간을 제공하기 위한 출력을 갖는 비행 시간 보정 계산 모듈을 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
음향 거리 측정 회로로서,
제1 시간에 음향 변환기를 위한 음향 신호를 생성하기 위한 송신기 증폭기 - 상기 음향 변환기는 장애물의 제1 위치를 결정하기 위해 상기 음향 신호를 송신함 -;
상기 음향 신호가 미리 결정된 거리 내에서 상기 장애물에 부딪히는 것에 응답하여, 상기 음향 변환기에서 펄스를 검출하기 위한 수신기 증폭기; 및
감지 회로로서:
상기 펄스의 상승 에지가 결정된 임계치와 교차하는 것에 응답하여 제1 시간 및 제1 크기를 검출하고,
상기 펄스의 제1 피크를 검출하는 것에 응답하여 제2 크기를 검출하고,
상기 제1 크기 및 상기 제2 크기의 검출에 응답하여 보정 룩업 계산 테이블로부터 보상 시간이 추출될 때 상기 미리 결정된 거리 내에서 상기 음향 신호의 비행 시간을 결정하고,
상기 제1 시간으로부터 감산될 상기 보상 시간을 제공 - 상기 보상 시간과 상기 제1 시간의 차이가 상기 비행 시간임 - 하기 위한 상기 감지 회로를 포함하는, 음향 거리 측정 회로.
음향 거리 측정 시스템으로서,
그것에 음향 신호를 제공하고 음향 변환기 품질 인자 시간 지연을 제공하기 위한 송신기 증폭기;
펄스를 수신하기 위한 수신기 증폭기;
음향 변환기의 치수 위치에 응답하여, 그리고 상기 음향 변환기에 의해 검출된 배경 잡음의 측정된 효과에 응답하여, 시간 가변적인 크기 신호를 정의하기 위한 임계치를 제공하기 위한 제어기;
상기 임계치의 검출에 응답하여 보정된 비행 시간을 제공하고, 상기 음향 변환기로부터의 상기 음향 신호의 송신에 응답하여 상기 음향 신호가 장애물의 제1 위치까지 이동하는 시간을 정의하고, 상기 음향 변환기에 대한 미리 정의된 거리 내에서 상기 장애물을 검출하기 위한 감지 회로를 포함하고, 상기 감지 회로는:
필터링된 신호 및 디지털 필터 품질 인자 시간 지연을 제공하기 위한 디지털 필터;
상기 수신기 증폭기로부터 수신된 상기 펄스의 상승 에지가 상기 임계치와 교차할 때의 제1 시간 및 제1 크기를 제공하기 위한 상승 에지 검출기;
상기 필터링된 신호에 따라 상기 음향 변환기에 대한 상기 미리 정의된 거리 내에서 상기 장애물을 검출하는 것에 응답하여, 피크 시간에 상기 수신기 증폭기로부터 수신된 상기 펄스의 제2 크기를 제공하기 위한 피크 검출기;
상기 제2 크기에 대한 상기 제1 크기의 비율로서 보정 비율을 제공하기 위한 제1 보정 모듈;
상기 보정 비율에 대응하는 보상 시간을 제공하기 위한 비행 시간 보정 계산 모듈; 및
상기 제1 시간과 상기 보상 시간 사이의 차이로서 상기 음향 신호의 상기 보정된 비행 시간을 제공하기 위한 비행 시간 모듈을 포함하는, 음향 거리 측정 시스템.