距離測量裝置及距離測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種距離測量裝置及距離測量方法，尤其涉及一種用于偵測移動車輛的距離測量裝置及距離測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)測量距離的方法可以利用超聲波，其方法是通過超聲波收發(fā)裝置發(fā)送超聲波信號，并且接收從物體反射回來的超聲波信號，以計算超聲波收發(fā)裝置和被反射的物體之間的距離，其距離可由超聲波收發(fā)裝置接收反射的超聲波信號與發(fā)送超聲波信號的時間差乘以聲速然后除以2得到。然而，當(dāng)物體有效反射面積越小時，所述方法測量的距離的精確度就越差，因此無法有效地運用在偵測行駛中車輛間的距離；此外，當(dāng)物體距離超聲波收發(fā)裝置越遠(yuǎn)時，相對超聲波收發(fā)裝置接收回傳超聲波信號的時間也越長，接受到的訊號也越差，依據(jù)測試實驗，傳統(tǒng)的方法其可偵測的距離不超過10米，因此，并不適合用于偵測行駛中車輛間的距離。
[0003]對于行駛中的車輛，還有一種傳統(tǒng)方法可以偵測其它行駛車輛的位置，其方法是每一個行駛的車輛利用全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System, GPS)將其位置上傳至服務(wù)器，然后通過服務(wù)器根據(jù)每個車輛的位置估算自己與其它車輛的距離。然而，通過全球定位系統(tǒng)無法實時偵測其它車輛的距離，且其效率受限于網(wǎng)絡(luò)上傳和下載數(shù)據(jù)的速度，無法直接地實際運用全球定位系統(tǒng)來偵測行駛中車輛間的距離。因此，對于駕駛者來說，上述的方法都無法實時且準(zhǔn)確地知道其它車輛與行駛中的車輛之間的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種距離測量裝置及距離測量方法，該距離測量裝置及距離測量方法通過全球定位系統(tǒng)精準(zhǔn)地同步計時，并且由距離測量裝置主動接收外部發(fā)送的超聲波信號，駕駛者可實時且準(zhǔn)確地知道其它車輛與行駛中的車輛之間的距離。
[0005]為解決上述的問題，本發(fā)明提供一種距離測量裝置，包括:全球定位系統(tǒng)模塊、超聲波收發(fā)模塊以及控制模塊。全球定位系統(tǒng)模塊用以產(chǎn)生脈沖信號。超聲波收發(fā)模塊用以產(chǎn)生與發(fā)送第一超聲波信號以及接收來自物體發(fā)送的第二超聲波信號?？刂颇K電性耦接全球定位系統(tǒng)模塊及超聲波收發(fā)模塊。當(dāng)控制模塊接收脈沖信號時，控制模塊控制超聲波收發(fā)模塊產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號，并且判斷超聲波收發(fā)模塊是否在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號；當(dāng)超聲波收發(fā)模塊在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號時，控制模塊根據(jù)接收第二超聲波信號與發(fā)送第一超聲波信號的時間差來決定距離測量裝置與物體之間的距離。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，所述超聲波收發(fā)模塊包括超聲波發(fā)送單元及超聲波接收單元，超聲波發(fā)送單元用以發(fā)送所述第一超聲波信號，超聲波接收單元用以接收所述第二超聲波信號；當(dāng)所述控制模塊接收所述脈沖信號時，所述控制模塊開啟超聲波發(fā)送單元以發(fā)送所述第一超聲波信號。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，所述控制模塊開啟所述超聲波發(fā)送單元達(dá)第二期間后，所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波發(fā)送單元以停止發(fā)送所述第一超聲波信號。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，在所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波發(fā)送單元達(dá)第三期間后，所述控制模塊開啟所述超聲波接收單元以接收所述第二超聲波信號。
[0009]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，當(dāng)所述超聲波接收單元并未在所述第一期間內(nèi)接收到所述第二超聲波信號時，所述控制模塊關(guān)閉所述超聲波接收單元。
[0010]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，所述距離測量裝置還包括警示模塊，所述警示模塊電性耦接所述控制模塊，所述警示模塊用以產(chǎn)生警示信號，當(dāng)所述時間差小于門檻時間時，所述控制模塊開啟警示模塊以產(chǎn)生警示信號。
[0011]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，所述門檻時間為所述第二超聲波信號行經(jīng)一安全距離所需要的時間。本發(fā)明還涉及一種距離測量方法，包括:接收由全球定位系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的脈沖信號；根據(jù)脈沖信號產(chǎn)生并且發(fā)送第一超聲波信號；判斷在第一期間內(nèi)是否接收到第二超聲波信號；當(dāng)在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號時，根據(jù)接收第二超聲波信號與發(fā)送第一超聲波的時間差來決定距離。
[0012]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，接收所述脈沖信號第二期間后，停止發(fā)送所述第一超聲波信號。
[0013]根據(jù)本發(fā)明一個實施例，停止發(fā)送所述第一超聲波信號達(dá)第三期間后，開始判斷在所述第一期間內(nèi)是否接收到所述第二超聲波信號。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明涉及一種距離測量裝置及距離測量方法，通過全球定位系統(tǒng)精準(zhǔn)地同步計時，并且由距離測量裝置主動接收外部發(fā)送的超聲波信號，駕駛者可實時發(fā)現(xiàn)在安全距離內(nèi)是否有其它車輛接近行駛中的車輛。另一方面，其它車輛與設(shè)置距離測量裝置的車輛間的距離的判斷可以更加精確，并且其可偵測的距離也可增加至數(shù)百米。
[0015]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0017]附圖中，
[0018]圖1為本發(fā)明第一實施例的距離測量裝置的方塊示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明第二實施例的距離測量裝置的方塊示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明第二實施例的距離測量方法的流程圖；以及
[0021]圖4為本發(fā)明第二實施例的距離測量方法中步驟S370的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其附圖進行詳細(xì)描述。
[0023]關(guān)于本文中所使用的“約”、“大約”或“大致約” 一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍在百分之二十以內(nèi)，較好地是在百分之十以內(nèi)，而更佳地則是在百分之五以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如“約”、“大約”或“大致約”所表示的誤差或范圍。
[0024]請參照圖1，圖1為本發(fā)明第一實施例的距離測量裝置的方塊示意圖。在第一實施例中，距離測量裝置100可設(shè)置于行駛的車輛中并且用以偵測是否有其它車輛接近所述行駛的車輛，然而本發(fā)明并不局限于此。距離測量裝置100包含全球定位系統(tǒng)(GlobalPosit1ning System, GPS)模塊110、超聲波收發(fā)模塊120及控制模塊130。全球定位系統(tǒng)模塊110用以產(chǎn)生脈沖信號PUS。超聲波收發(fā)模塊120用以產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號USSl以及接收來自物體(例如:其它行駛的車輛)發(fā)送的第二超聲波信號USS2?？刂颇K130電性耦接全球定位系統(tǒng)模塊110及超聲波收發(fā)模塊120。當(dāng)控制模塊130接收脈沖信號TOS時，控制模塊130控制超聲波收發(fā)模塊120產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號USSl。另外，控制模塊130還判斷超聲波收發(fā)模塊120是否在第一期間Tl內(nèi)接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號USS2。當(dāng)超聲波收發(fā)模塊120在第一期間內(nèi)接收到第二超聲波信號USS2時，控制模塊130根據(jù)接收第二超聲波信號USS2與發(fā)送第一超聲波信號USSl的時間差來決定距離測量裝置100與所述物體(也就是，其它行駛的車輛)之間的距離。
[0025]在第一實施例中，脈沖信號PUS可以是周期為I秒的秒脈沖信號(Pulse PerSecond，PPS)。由于全球定位系統(tǒng)輸出秒脈沖信號的時間與國際標(biāo)準(zhǔn)時間的同步誤差不超過I微秒(us)，因此適合用來作為同步計時的基準(zhǔn)。
[0026]在第一實施例中，當(dāng)控制模塊130接收到全球定位系統(tǒng)模塊110產(chǎn)生的脈沖信號PUS時，控制模塊130控制超聲波收發(fā)模塊120產(chǎn)生及發(fā)送第一超聲波信號USSl，并且記錄發(fā)送第一超聲波信號USSl的時間為t0。接著，控制模塊130判斷超聲波收發(fā)模塊120在第一期間Tl內(nèi)是否接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號USS2。
[0027]當(dāng)超聲波收發(fā)模塊120在第一期間Tl內(nèi)接收到第二超聲波信號USS2時，控制模塊130記錄接收第二超聲波信號USS2的時間為tl。然后，控制模塊130即可根據(jù)接收第二超聲波信號USS2及發(fā)送第一超聲波信號USSl的時間差(tl-t0)來決定其它車輛與距離測量裝置100之間的距離，其中距離可以通過當(dāng)下溫度的聲速乘以時間差得到。例如，在溫度25°C下的聲速大約是340米/秒，控制模塊130可通過式子:340X (tl_t0)得到其它物體與距離測量裝置100之間的距離。
[0028]在第一實施例中，其它行駛的車輛也可以包含距離測量裝置100。因此，當(dāng)全球定位系統(tǒng)模塊110同步產(chǎn)生脈沖信號PUS時，所有車輛都根據(jù)脈沖信號PUS產(chǎn)生并發(fā)送第一超聲波信號USS1。若其中之一車輛在第一期間Tl內(nèi)接收到第二超聲波信號USS2(也就是，其它車輛發(fā)送的第一超聲波信號USSl )，所述車輛就可根據(jù)接收第二超聲波信號USS2與發(fā)送第一超聲波信號USSl的時間差來決定所述車輛與其它車輛的距離。
[0029]由于全球定位系統(tǒng)模塊110產(chǎn)生脈沖信號F1US時,其同步計的誤差不大于I微秒，因此，距離測量裝置100接收到其它車輛發(fā)送的第二超聲波信號USS2，其誤差時間并不會大于I微秒。換句話說，其它車輛與距離測量裝置100的距離誤差并不會大于I毫米(mm)。因此，距離測量裝置100可精準(zhǔn)地判斷與其它車輛的距離，并且使其可偵測的距離增加。
[0030]進一步來說，第一期間Tl的長度可以根據(jù)環(huán)境以及使用者的需求設(shè)定。在第一實施例中，第一期間Tl可以是小于I秒的預(yù)設(shè)時間長度，例如:0.9秒，其換算的距離大約是300米。一般來說，行駛的車輛在大約300米左右的合理范圍內(nèi)偵測到有其它車輛接近時即可作出反應(yīng)；換句