一種車輛超聲波傳感器校正方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種根據外界溫度變化自動調整配置參數的超聲波傳感器系統，通過 調整參數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算的準確性。
【背景技術】
[0002] 眾所周知，超聲波傳感器用于許多駕駛員輔助應用從而輔助車輛駕駛員。在送樣 的機動車輛應用中，超聲波傳感器利用通過空氣的聲波確定物體存在并且確定其距離。
[0003] 當外部空氣的溫度（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，超聲波傳感器檢測物體并報告它們的距離的能力會受到不利影響。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，車輛系統典型地使用外部空氣溫度 數據，外部空氣溫度數據用于向車輛使用者顯示外部溫度從而補償與超聲波傳感器性能有 關的溫度的改變。
[0004] 現有技術存在的問題：
[0005] 超聲波傳感器的探頭是物理器件，不同溫度條件下，探頭的機械振動的強度和接 收回波的靈敏度會有微小的差異。
[0006] 超聲波在空氣中的傳播根據溫度的不同會有一些偏差，超聲波本身特性導致不同 溫度條件下聲速不同，送種偏差會影響基于超聲波傳感器的半自動泊車輔助系統的精度和 最終泊車位置。
【發明內容】
[0007] 為解決上述技術問題，本發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，該系統包括一個CPU模塊、一個溫度傳感器及至少一個超聲波傳感器。該方法及 系統采用溫度傳感器檢測外界溫度，由CPU模塊計算出與所期望檢測精度相匹配的配置參 數，動態的配置超聲波傳感器，使得超聲波傳感器檢測的覆蓋范圍在不同溫度下保持一致， 同時通過CPU模塊計算出該溫度下的聲速，W該聲速值計算所檢測到的外界障礙物的距 離，從而確保系統檢測障礙物距離的精度。本方法及系統僅需少量的CPU資源，就能夠計算 出所需的配置參數和聲速，保證了不同溫度下超聲波傳感器系統障礙物距離檢測及車輛行 駛時障礙物形狀檢測的精度要求和一致性要求。
[0008] 采用的技術方案是；一種車輛超聲波傳感器校正方法，包括W下步驟：
[0009] S1、溫度傳感器檢測外界溫度；
[0010] S2、CPU模塊計算出該溫度下對應的聲速，當外界溫度升高或降低時，計算的聲速 將相應地增大或減小；
[0011] S3、W該聲速值計算檢測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、當外界溫度變化時，自動調整超聲波傳感器的配置參數，維持超聲波傳感器的 覆蓋范圍。
[0013] 優選地，S4中，當外界溫度升高時，超聲波傳感器的靈敏度降低，通過升高增益和 /或電流，W及降低感度，維持超聲波傳感器的覆蓋范圍；
[0014] 當外界溫度降低時，超聲波傳感器的靈敏度上升，通過降低增益和/或電流，W及 升高感度，維持超聲波傳感器的覆蓋范圍。
[0015] 優選地，S2中，CPU模塊計算聲速的理論公式為
其中，T為 攝氏溫度，V為聲速。
[0016] 優選地，S2中，包括W下步驟：
[0017] Ml、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內的溫度每隔10度取一個值；
[0018] M2、通過理論公式
計算出所取溫度對應的聲速，并在系統中 建立表格；
[0019] M3、當獲取到外界溫度后，通過查找表格，確定溫度的坐落范圍；
[0020] M4、通過線性公式，獲取當前溫度對應的聲速的估計值V肖度；
[002" 線性公式為；V當前溫度二V下限溫度+燈當前溫度-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當前溫度為當前溫度對應的聲速，V了限溫度為零下40度時對應的聲速，T當前溫度 為當前溫度，TTpggg為零下40度，為零上60度，為零上60度時對應的聲速。
[0023] 優選地，S2中，包括W下步驟：
[0024] N1、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內的溫度每隔10度取一個值；
[00巧]N2、通過理論公式
十算出所取溫度對應的聲速，并在系統中 建立表格；
[0026] N3、當獲取到外界溫度后，通過查找表格，確定溫度的坐落范圍；
[0027] M、設置每個溫度對應的權重因子；
[002引其中，化ctor為權重因子，K上限溫度為零上60度時對應設定的權重因子，K了限溫度為 零下40度時對應設定的權重因子，T上限溫度為零上60度，T了限溫度為零下40度，T當前溫度為當 前溫度；
[0030] N5、通過化。1:〇1·，計算出當前溫度對應的聲速；V當前溫度=V 4〇+Facto;r*T當前溫度；
[0031] 其中，V肖貞為權重因子校正后的聲速，V 4。為零下40度時對應的聲速，Factor為 權重因子，為當前溫度。
[0032] 優選地，S4中，包括W下步驟：
[0033] F1、將零下40攝氏度到零上60攝氏度范圍內的溫度每隔10度取一個值，W 0攝 氏度為基準，設置一組超聲波傳感器的配置參數；
[0034] F2、每10度將設置一組增減因子；
[0035] F3、當溫度發生變化時，根據溫度所在的范圍和配置的參數，重新計算出新的配置 參數，并對超聲波傳感器進行配置。
[0036] -種車輛超聲波傳感器系統，包括一個CPU模塊、一個溫度傳感器及至少一個超 聲波傳感器；所述溫度傳感器檢測外界溫度，所述CPU模塊獲取溫度傳感器的信號并由CPU 模塊計算出與所期望檢測精度相匹配的配置參數，動態的配置超聲波傳感器。
[0037] 優選地，所述CPU模塊直接通過A/D采樣獲得溫度參數或者通過總線獲得溫度參 數。
[003引優選地，所述的配置參數為感度和/或增益和/或電流。
[0039] 本發明的有益效果是：提供了一種車輛超聲波傳感器校正方法及系統，該系統包 括一個CPU模塊、溫度傳感器及至少一個超聲波傳感器。該方法及系統采用溫度傳感器檢 測外界溫度，由CPU模塊計算出與所期望檢測精度相匹配的配置參數，動態的配置超聲波 傳感器，使得超聲波傳感器檢測的覆蓋范圍在不同溫度下保持一致，同時通過CPU模塊計 算出該溫度下的聲速，W該聲速值計算所檢測到的外界障礙物的距離，從而確保系統檢測 障礙物距離的精度。本方法及系統僅需少量的CPU資源，就能夠計算出所需的配置參數和 聲速，保證了不同溫度下超聲波傳感器系統障礙物距離檢測及車輛行駛時障礙物形狀檢測 的精度要求和一致性要求。
【附圖說明】
[0040] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可W根據 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原理圖
【具體實施方式】
[0043] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明優選的實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0044] -種根據外界溫度動態調節配置參數的超聲波傳感器系統，該系統包括一個CPU 模塊，一個高精度溫度傳感器及至少一個W上的超聲波傳感器。該方法及系統通過溫度傳 感器檢測外界溫度，或者通過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，根據外界溫度計算出配置參數，動態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，系統根據外界溫度計算出聲速，W該聲速值計算所檢測到的外界障礙物的 距離，保證距離計算的準確性。
[0045] 根據廣泛實驗得出的理想條件下，聲速和溫度的關系為：v=331*/f早巧巧巧i。
[004引其中T為攝氏溫度，V為溫度為T時的相應的聲速。
[0047] 當溫度為零下20度時，計算出來的聲速為318. 6m/s。
[004引 當溫度為零上20度時，計算出來的聲速為342. 9m/s。
[0049] 根據零上20度檢測為4m的距離和零上20度與零下20度相對于的速度差，計算 出檢測距離相差為：4-318. 6*4/342. 9 = 0. 29m相差值嚴重影響泊車輔助系統在車位測量 的精度；故需要對超聲波測量障礙物精度進行相應的溫度補償措施。
[0050] 超聲波傳感器的參數配置包括；感度、增益及電流。其中，感度是超聲波的接收回 波后，對模擬信號處理時，認可的電壓高度，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的超聲波時，有機械振動參數的模擬信號，由于 反饋信號過于微小，所W需要增加放大處理，從而使回波能夠被系統識別。電流的作用和增 益的作用類似。
[0051] 當外界溫度變化時，超聲波傳感器的探頭的靈敏度會改變，導致傳感器的覆蓋范 圍無法保持一致。當溫度上升時，由于超聲波衰減程度變大，最終表現出來的效果是覆蓋范 圍變小；當溫度下降時，由于超聲波衰減程度減小，最終表現出來的效果是覆蓋范圍變大。
[0052] 本系統通過倒車輔助或者停車輔助系統上設置溫度傳感器或者從車輛總線上獲 取外界溫度，根據不同溫度條件動態的配置超聲波傳感器的參數，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的整體覆蓋范圍在不 同溫度條件下保持一致。
[0053] 當車輛在借助基于超聲波雷達的停車輔助系統時，為了提高停車系統的最終停車 位置的精度，需要精確地周邊環境情況，包括障礙物車輛的位置，有無路沿及路沿的位置， 與車位對立面的車輛或路面情況。由于借助超聲波雷達測量障礙物（車、路沿及墻等）的 距離，基于超聲波本身特性導致不同溫度條件下聲速不同。故在不同外界溫度條