超声波测距盲区研究的探讨

发布时间：2021-03-23 03:13

　　盲区是超声波测距系统的一项重要指标。阐述了超声波测距的基本原理,详细分析了收发一体式系统和收发分体式系统产生盲区的原因。针对收发一体式超声波测距系统,通过对当前国内外超声波测距系统开发技术和产品进行分析,全面梳理了减小盲区的主要方法。这些方法包括:通过增大回路的衰减系数和降低超声波功率,在发射端减小拖尾的方式缩小超声波测距盲区;利用时变增益放大电路减小超声测距系统的盲区;采用特殊的回波检测方法等。对于受环境所限,只能使用收发一体式超声波测距的情况下,如何尽可能缩小测量盲区是个值得研究的问题。 

【文章来源】：电脑知识与技术. 2020,16(12)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

超声波拖尾[2]

根据之前的原因分析，超声发射换能器的拖尾信号是产生盲区的主要原因。所以减小拖尾信号是从源头上缩小盲区的一个方法。减小拖尾信号的具体方法可以分为增大回路的衰减系数和降低超声波功率。Qiang Li Zhang等人提出通过增大回路的衰减系数的方法，来使拖尾信号更快地衰减[4]。可以增大回路衰减系数的方法有很多，通常是由换能器辅助电路完成的。常静、贺焕林将SCR晶闸管与电阻串联，再并联在换能器上，利用晶闸管控制回路的等效电阻，以增大衰减系数，缩小盲区[5]。程珩等人设计了以场效应管为核心的无源自振抑制换能器驱动电路，增大了回路衰减系数，再辅以背景噪声阻断电路与脉冲信号叠加电路以增加回波灵敏度，使实验盲区由30cm降至16cm[6]。另外，采用增加机械阻尼的方法也能一定程度减小拖尾信号[7]。

恒定增益放大电路的放大效果与时变增益放大电路的放大效果可由如图3和图4所示的输出波形描述[11]。可以很明显看出，时变增益放大电路能够在保持远处反射波幅度的情况下，抑制余震信号，从而缩小了盲区。图4 时变增益放大器输出[11]

【参考文献】：
期刊论文
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[3]一种新型超声波测距系统信号处理方法[J]. 许高斌,闵锐,陈兴,马渊明,金传恩.  电子技术应用. 2016(08)
[4]基于无源自振抑制的小盲区超声测距方法[J]. 程珩,李瑾,靳宝全.  振动.测试与诊断. 2015(02)
[5]阈值迭代超声波测距系统设计[J]. 李胜,倪卫宁.  自动化仪表. 2014(02)
[6]基于单片机的超声波传感器设计[J]. 明鑫.  科技信息. 2014(01)
[7]一种新的远距离超声测障传感器时变增益电路[J]. 崔慧海,李焱,刘树强,周歆.  微计算机信息. 2012(07)
[8]超声波测距技术研究[J]. 张海鹰,高艳丽.  仪表技术. 2011(09)
[9]国内超声波测距研究应用现状[J]. 李戈,孟祥杰,王晓华,王重秋.  测绘科学. 2011(04)
[10]减小超声测距盲区方法的研究[J]. 郗晓田,代清友,田联房.  微计算机信息. 2009(02)

硕士论文
[1]移动机器人局部路径规划及其无盲区避障研究[D]. 金兆远.南昌大学 2019
[2]高精度超声波测距仪的研究设计[D]. 王莹.华北电力大学（北京） 2006



本文编号：3095021