一种超声波测距方法及其系统与流程

本发明创造涉及超声波测距技术领域，特别涉及一种超声波测距方法及其系统。

背景技术：

超声波可在固、液、气体等介质中传播，也可以在金属中传播，甚至可以在生物体中传播；超声波能够传播很强的能量；具有机械波的反射、折射、干涉、共振以及叠加等特性；超声波由于振动频率很高，因此波速较慢，波长较短，这样在测距时可以提高分辨率。

最常用的超声测距的方法是回声探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。

但是，现有的方法并没有考虑到超声波的声速跟温度有关，在计算距离时采用的一般是声音在空气中传播速度的理论值，即340m/s；而且，也没有考虑到因此，现有的超声波测距方法及其系统得到距离往往准确度不高。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提出一种精确度高的超声波测距方法及其系统。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一方面，一种超声波测距方法，包括：

步骤1、建立在空气中音速与温度之间关系的对照表；

步骤2、建立超声波发出点和超声波接收点，所述超声波发出点与超声波接收点的间距小于5cm；

步骤3、记录从所述超声波发出点往被测物体发出超声波的时刻，得到时刻值t0；

步骤4、记录从所述超声波接收点接收经被测物体反射回来的超声波的时刻，得到时刻值t1；

步骤5、获取当前空气的温度值，并根据当前空气的温度值从所述对照表中获取对应的音速值v；

步骤6、计算公式s＝0.5v(t1-t0)，得到待测的距离值s。

进一步，在步骤6后还包括：

步骤7、对所述距离值s进行修正；

其中，对所述距离值s进行修正的方法包括：

步骤7.1、测量超声波发出点与超声波接收点的间距，得到间距值d；

步骤7.2、计算公式得到修正后的距离值st。

进一步，在步骤4中，所述当前空气的温度值的获取方法包括：对空气中的温度值进行多次测量，求平均，得到当前空气的温度值。

另一方面，一种超声波测距系统，包括：超声波发送单元、超声波接收单元、储存单元、记录单元、温度测量单元、查找单元、计算单元；

所述储存单元用于存储预先建立的在空气中音速和温度的关系对照表；

所述记录单元用于记录包括：超声波发送单元往被测物体发出超声波的时刻值t0，超声波接收单元接收经被测物体反射回来的超声波的时刻值t1；

所述温度测量单元用于测量当前空气的温度值；

所述查找单元用于根据所述当前空气的温度值从所述对照表中查找对应的音速值v；

所述计算单元用于包括：根据公式s＝0.5v(t1-t0)得到待测的距离值s，根据公式得到修正后的距离值st；其中，d为所述超声波发送单元与超声波接收单元之间的间距值。

本发明的有益效果是：一方面，通过建立在空气中音速与温度之间关系的对照表，并通过在计算待测距离前，获取当前空气的温度值，从而得到在当前空气中，声音传播的具体速度，利用这个具体速度作为音速值进行计算，而不是采用理论值进行计算，使得计算结果更加精确。可用于超声波测距领域中。

另一方面，一种超声波测距系统，该系统通过超声波发送单元、超声波接收单元、储存单元、记录单元、温度测量单元、查找单元、计算单元，使得超声波测距更加精确，可用于超声波测距领域中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明创造方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参考图1，一种超声波测距方法，包括：

步骤1、建立在空气中音速与温度之间关系的对照表；

具体的，通过声速测量仪，在一个大气压下的密闭空间中，以温度作为自变量，通过调整所述密闭空间的温度值，得到声音在对应温度下、空气中的传播速度，并将所述传播速度和温度值记录成对照表。

步骤2、建立超声波发出点和超声波接收点，所述超声波发出点与超声波接收点的间距小于5cm；

步骤3、记录从所述超声波发出点往被测物体发出超声波的时刻，得到时刻值t0；

步骤4、记录从所述超声波接收点接收经被测物体反射回来的超声波的时刻，得到时刻值t1；

步骤5、获取当前空气的温度值，并根据当前空气的温度值从所述对照表中获取对应的音速值v；

具体的，所述当前空气的温度值的获取方法包括：对空气中的温度值进行多次测量，求平均，得到当前空气的温度值；

步骤6、计算公式s＝0.5v(t1-t0)，得到待测的距离值s。

通过建立在空气中音速与温度之间关系的对照表，并通过在计算待测距离前，获取当前空气的温度值，从而得到在当前空气中，声音传播的具体速度，利用这个具体速度作为音速值进行计算，而不是采用理论值进行计算，使得计算结果更加精确。

作为上述实施方式的进一步优化，在步骤6后还包括：步骤7、对所述距离值s进行修正。

其中，对所述距离值s进行修正的方法包括：

步骤7.1、测量超声波发出点与超声波接收点的间距，得到间距值d；

步骤7.2、计算公式得到修正后的距离值st。

由于，超声波发出点和超声波接收点不可能在同一个位置上，因此，需要通过三角关系修正因为两者之间的间距所带来的误差。因此，通过测量超声波发出点与超声波接收点的间距，得到间距值d，并通过公式得到修正后的距离值st。

本发明创造同时还提供一种超声波测距系统，包括：超声波发送单元、超声波接收单元、储存单元、记录单元、温度测量单元、查找单元、计算单元；

所述储存单元用于存储预先建立的在空气中音速和温度的关系对照表；

所述记录单元用于记录包括：超声波发送单元从超声波发出点往被测物体发出超声波的时刻值t0，超声波接收单元从超声波接收点接收经被测物体反射回来的超声波的时刻值t1；

所述温度测量单元用于测量当前空气的温度值；

所述查找单元用于根据所述当前空气的温度值从所述对照表中查找对应的音速值v；

所述计算单元用于包括：根据公式s＝0.5v(t1-t0)得到待测的距离值s，根据公式得到修正后的距离值st；其中，d为所述超声波发送单元与超声波接收单元之间的间距值。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。