一种汽车超声波侦测方法及传感器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种汽车超声波侦测方法及传感器。
【背景技术】
[0002]超声波传感器在汽车上的运用是越来越普及了，比如在车上俗称的倒车雷达，SP前后泊车辅助系统，通过布置在车后及车前的超声波传感器对汽车前后周边环境进行侦测，判别物体，扫除盲区，采用的是超声波侦测技术，所用的传感器为超声波传感器。
[0003]目前，汽车上新增加运用的半自动泊车系统或自动泊车系统(以下统称为自动泊车系统)，其也是通过超声波传感器对周围环境进行侦测，用自动泊车传感器来寻找，识别车位。目前部分汽车上运用的汽车盲点监测系统(或称汽车盲点辅助系统)，也采用的是超声波侦测技术，其通过盲点传感器对汽车左右车道车外后视镜不能观察到的盲区区域进行侦测，以辅助驾驶员变道、行车。
[0004]如图1所示，设置有泊车传感器16、13(也俗称倒车雷达传感器)，分别布置于车前、车后不同位置，前面传感器个数通常为4个或2个，后面传感器个数通常为4个或3个，或2个。盲点传感器11、12通常车左后及车右后各布置I个。自动泊车传感器14、15、17、18通常车前左侧、车前右侧、车后左侧、车后右侧各布置I个；自动泊车传感器14、15同时也作为超声波盲点监测系统的辅助传感器，部分自动泊车系统只有两个自动泊车传感器14、15，没有设置自动泊车传感器17、18。
[0005]目前汽车上运用的传感器，如泊车传感器16、13，盲点传感器11、12，自动泊车传感器14、15，17、18，皆为传统的超声波传感器。因为传感器运用功能不同，因此对各种传感器所要求的侦测性能是不一样的。在侦测反应速度要求上，倒车雷达传感器(泊车传感器16、13)，因皆为汽车起步、泊车、停车使用，因此对传感器的反应速度要求相对较低。盲点传感器11、12，因为在汽车行驶过程中运用(包含高速)，因此对传感器的反应速度要求相对高。自动泊车传感器14、15、17、18，14、15也作为盲点监测系统辅助传感器，因此其在中低速、高速皆需作用，故对其反应速度要求相对较高。
[0006]传感器的侦测能力，通常以传感器对直径75丽的PVC水管(以下，直径75丽的PVC水管简称为标准杆)进行侦测(ISO标准)，最远侦测距离则为传感器的最大侦测能力，传感器的侦测能力越强，对标准杆的最远侦测距离越大，传感器的侦测能力越弱，对标准杆的最远侦测距离则越小。
[0007]在传感器的侦测能力上，泊车传感器16、13作为近距离侦测运用，因此传感器的侦测能力要求相对较低，通常，传感器的量程距离设为2.5M左右，对标准杆在2M左右能测到则可，即能满足系统的要求。
[0008]盲点传感器11、12作为对汽车外后视镜左右车道盲区的车辆进行侦测需要，因此传感器的远距离侦测能力要求相对较高，通常传感器的量程距离设为4-6米，对标准杆在4-5M距离要求测到。
[0009]自动泊车传感器14、15、17、18作为车位环境状态侦测、识别使用，因此传感器的远距离侦测能力要求相对较高，通常传感器的量程距离设为4-6米，对标准杆在4-5M距离要求测到。
[0010]远距离侦测能力及侦测反应速度是超声波传感器最为重要的两个性能指标。
[0011]传统的超声波传感器侦测物体，传感器的量程距离设为L，超声波传输速度设为VO(通常为340M/S)，完成传感器单次侦测的侦测时间设为t，满足条件为:t=2*L/V0(超声波传播路径为往返行程)。
[0012]在此，我们设:泊车传感器16、13的量程距离为LI，L1=2.5M，传统传感器单次侦测，所需时间设为了25，即侦测周期为了25，则了25=2礼1八0=2*2.51/(3401/5)=0.0155，即0.015秒;其对距离为LGl的标准杆进行侦测，侦测示意图见图2。我们设盲点传感器11、12及自动泊车传感器14、15、17、18的量程距离为1^2儿2=51，传统传感器单次侦测，所需时间设为了50，即侦测周期为T50，则T50=2*L2/V0=2*5.0M/(340M/S)=0.03S，即0.03秒；其对距离为LG2的标准杆进行侦测，侦测示意图见图3。
[0013]由上可知，在量程距离增加一倍后，传统传感器的单次侦测时间，即传感器的侦测周期增加了一倍(T50=2*T25)，对于反应速度要求高的盲点传感器、自动泊车传感器，其侦测反应速度反而变慢(低)了，这对盲点监测系统、自动泊车系统的功能作用造成严重的不良影响。
[0014]传统传感器除了侦测反应速度因为量程距离增长变慢，同时，盲点传感器11、12，自动泊车传感器14、15、17、18因为传统传感器本身远距离侦测性能受限，虽然传感器的量程距离设为5米，但传感器却很难侦测到距离在4-5Μ处的标准杆，通常只能在3Μ左右侦测至IJ，超过3.5Μ就变得很难，这也就是说传统传感器的远距离侦测能力不够强。侦测能力不够，就难以完成、实现汽车的盲点监测功能及自动泊车功能，或者说即使实现了，但盲点监测系统、自动泊车系统的性能会相对较低。
[0015]随着量程距离增大，超声波传感器单次侦测时间变长，超声波传感器侦测反应速度将变慢。为了解决此问题，目前通常方式是改超声波传感器侦测方式为微波或毫米波传感器(探头)侦测方式，以提高反应速度。目前还没有超声波传感器自身改善以解决这一问题的成熟运用例。微波或毫米波传感器，主要因其自身成本相对超声波传感器高很多，因此限制了其运用。
【发明内容】
[0016]针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构经过改进、达到高速反应的汽车超声波侦测方法，本发明的另一目的是提供一种实施上述方法的汽车超声波传感器。
[0017]为实现上述目的，本发明一种汽车超声波侦测方法，具体为:控制传感器中的若干个传声器协同工作，各个传声器采用不同的工作频率、并以相互间隔的工作时序分别对外部发射、接收侦测信号；在单个传声器的侦测周期内，传感器完成若干次侦测，以提高传感器的侦测反应速度。
[0018]进一步，若干个所述传声器的工作过程为:
1)设置N个传声器，Ν22，包括传声器1、传声器2、……传声器N;
2)传声器1、传声器2、……传声器N为不同的工作频率，单个传声器侦测周期为Τ; 3)传声器I: tO时刻开始物体侦测，tO+T时刻完成传声器I的单次侦测；
4)传声器2: tO+T*( 1/N)时刻开始物体侦测，tO+T*( 1+1/N)时刻完成传声器2的单次侦测；
5)传声器3:tO+T*(2/N)时刻开始物体侦测，tO+T*(l+2/N)时刻完成传声器3的单次侦测;之后的传声器工作形式以此类推，可得:
6)传声器N:tO+T*{(N-l)/N}时刻开始物体侦测，tO+T*{l+(N-l)/N}时刻完成传声器N的单次侦测；
在工作时间内各个传声器按照工作时序循环工作，使得所述传感器的侦测周期为T*l/N，以提高所述传感器的侦测反应速度。
[0019]本发明一种实施上述方法的汽车超声波传感器，包括若干个传声器及电子电路单元，该电子电路单元分别控制各个传声器采用不同的工作频率、并以相互间隔的工作时序对外部发射、接收侦测信号。
[0020]进一步，若干个所述传声器组合为一体结构。
[0021 ]进一步，所述传感器还包括外壳组件单元、以及安装在其内的胶套单元，外壳组件单元上设置有连接器单元。
[0022]进一步，所述传声器通过胶套单元固定设置在所述外壳组件单元内，所述连接器单元为所述传感器的对外硬件接口，所述传感器通过所述连接器单元对外信号传输。
[0023]进一步，所述电子电路单元对所述传声器进行驱动以及对回波信号进行放大、滤波、运算处理，以得出侦测距离。
[0024]进一步，所述电子电路单元内集成设置有若干组超声波发射模块和超声波接收模块，一组超声波发射模块、超声波接收模块对应于一个所述传声器来控制其工作。
[0