[发明专利]测距装置、接收机、终端及测距系统

说明书

本公开涉及一种测距装置、接收机、终端及测距系统，所述装置包括：模数转换模块，用于进行带通采样；正交下变频模块，用于得到通带复数信号；乘法模块，用于将所述通带复数信号与预设超声波信号共轭相乘，得到相位误差信号；解缠绕模块，用于对所述相位误差信号解缠绕，得到目标相位误差信号；滤波模块，用于对所述目标相位误差信号加窗滤波处理，得到滤波后的目标相位误差信号；测距模块，用于根据所述滤波后的目标相位误差信号确定距离。本公开实施例的测距装置，能够适应于多种环境，适应性强，具有较高的灵活性，对载波频偏的忍受度较高，在各种环境下均具有准确的测距精度。

技术领域

本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种测距装置、接收机、终端及测距系统。

背景技术

由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。因此超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用，可在不同环境中进行距离准确度在线标定。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息(距离和方向)。

传统的超声接收机由ADC、混频器、低通滤波器和基于相关器的测距电路组成。接收到的超声信号首先经过ADC带通采样后得到数字基带信号，接着经过下变频和低通滤波后得到包络信号，再经过相关器后进行峰值检测，根据峰值检测的位置来估算出障碍物的距离。

相关技术的基于峰值检测的测距方法中，峰值的检测门限受环境因素影响较大。所以在不同的应用环境下，峰值检测门限需要做相应调整。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种测距装置，所述装置包括：

模数转换模块，用于对接收到的模拟超声信号进行带通采样，得到所述模拟超声信号对应的通带实数信号；

正交下变频模块，连接于所述模数转换模块，用于对所述通带实数信号进行正交下变频处理，得到通带复数信号；

乘法模块，连接于所述正交下变频模块，用于将所述通带复数信号与预设超声波信号共轭相乘，得到相位误差信号，其中，所述预设超声波信号为所述模拟超声信号对应的发送端信号；

解缠绕模块，连接于所述乘法模块，用于对所述相位误差信号解缠绕，得到目标相位误差信号；

滤波模块，连接于所述解缠绕模块，用于对所述目标相位误差信号加窗滤波处理，得到滤波后的目标相位误差信号；

测距模块，连接于所述滤波模块，用于根据所述滤波后的目标相位误差信号确定距离。

在一种可能的实施方式中，所述模数转换模块包括模数转换器，所述模数转换器被设置为工作于西格玛-德尔塔Sigma-Delta模式。

在一种可能的实施方式中，所述乘法模块包括反向单元及乘法单元，其中，

所述反向单元用于对所述通带复数信号及所述预设超声波信号的虚部的符号进行反向处理，得到处理后的通带复数信号及处理后的预设超声波信号；

所述乘法单元连接于所述反向单元，用于对所述处理后的通带复数信号及处理后的预设超声波信号进行乘法处理，得到所述相位误差信号。

在一种可能的实施方式中，所述处理后的通带复数信号及处理后的预设超声波信号均包括实部信号及虚部信号进行反向处理后的取反虚部信号，

所述乘法单元包括第一乘法器、第二乘法器，其中，

所述第一乘法器用于对处理后的通带复数信号实部信号及处理后的预设超声波信号的实部信号进行乘法处理，得到第一乘法信号，