| 专利名称： | 超声波传感器一致性自动调整装置 | ||
| 专利名称(英文)： | Ultrasonic sensor consistency automatic adjusting device | ||
| 专利号： | CN201511017449.X | 申请时间： | 20151230 |
| 公开号： | CN105510903A | 公开时间： | 20160420 |
| 申请人： | 华晨汽车集团控股有限公司 | ||
| 申请地址： | 110044 辽宁省沈阳市大东区东望街39号 | ||
| 发明人： | 韩延明; 陈成; 白勇; 金吉营; 关利海 | ||
| 分类号： | G01S7/52 | 主分类号： | G01S7/52 |
| 代理机构： | 沈阳科威专利代理有限责任公司 21101 | 代理人： | 杨滨 |
| 摘要： | 一种超声波传感器一致性自动调整装置，其技术要点是：包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连。从根本上解决了现有超声波传感器检验中车间检验过程人工介入过多导致检测速度慢的问题，可用于传感器样件的检测及调整，比人工调整和目前自动化调整的精度更高、一致性更好。 | ||
| 摘要(英文)： | An ultrasonic sensor consistency automatic adjusting device, characterized in that : comprises a man-machine interaction module, with the man-machine interaction module is connected with an input end and an output end at the same time the data processing module, the data processing module is connected with the input end and the output end of the signal processing module at the same time, the signal processing module is connected to the output terminal and the input terminal of the signal receiving module, the signal processing module of the processing module is connected with the output end of voltage, signal receiving module the input end and the output end is connected with by adjusting the sensor at the same time, the output terminal of the voltage processing module is connected by adjusting the sensor. Fundamentally solves the existing ultrasonic sensor test workshop manual intervention in the testing process caused the problem of slow detection speed, can be used for sensor detection and adjustment of sample, compared with the manual adjustment and the higher accuracy of the automatic adjustment, consistency is better. | ||
1.一种超声波传感器一致性自动调整装置，其特征在于：包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连。
2.一种超声波传感器一致性的检验及调整方法，其特征在于：该方法在下述调整装置中进行，该调整装置包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连； 该方法包括以下步骤： 步骤1）数据处理模块将人机交互模块的指令码转换成时序数据，由信号处理模块将时序数据转换成电信号输出至通讯模块和电压处理模块，信号收发模块和电压处理模块将电信号传至被调整传感器，使被调整传感器发出超声波； 步骤2）当超声波到达被测物体后产生回波，被调整传感器接收到回波后产生电信号，经由信号收发模块转换成标准电信号，标准电信号通过信号处理模块转换成时序数数据后发送至数据处理模块，经过数据处理模块滤波和计算后得出结果，将结果发送至人机交互模块的设定值相比较；如果被调整传感器的参数值与标准值一致，则进入步骤3）；如果被调整传感器的参数值超出标准值的偏差范围，则进入步骤4）； 步骤3）控制流水线前进，将被调整传感器移入下一工序，将待调整传感器接入调整装置，返回执行步骤1）； 步骤4）通过数据处理模块计算出被调整传感器的增益调整量，通过信号收发模块发出控制信号控制电压处理模块输出烧录电压，同时通过信号收发模块向被调整传感器写入新的增益数据，烧录完成后，解除电压控制信号，传感器驱动电压恢复成正常电压； 步骤5）执行步骤1），并测量当前回波信息值，如果计算出的的参数值超出标准值的偏差范围，则执行步骤4），被调整传感器的参数值符合标准值的偏差范围，且置信水平大于设定值，调整完成后，自动保存被调整传感器的特征数据，执行步骤3）。
1.一种超声波传感器一致性自动调整装置，其特征在于：包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连。
2.一种超声波传感器一致性的检验及调整方法，其特征在于：该方法在下述调整装置中进行，该调整装置包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连； 该方法包括以下步骤： 步骤1）数据处理模块将人机交互模块的指令码转换成时序数据，由信号处理模块将时序数据转换成电信号输出至通讯模块和电压处理模块，信号收发模块和电压处理模块将电信号传至被调整传感器，使被调整传感器发出超声波； 步骤2）当超声波到达被测物体后产生回波，被调整传感器接收到回波后产生电信号，经由信号收发模块转换成标准电信号，标准电信号通过信号处理模块转换成时序数数据后发送至数据处理模块，经过数据处理模块滤波和计算后得出结果，将结果发送至人机交互模块的设定值相比较；如果被调整传感器的参数值与标准值一致，则进入步骤3）；如果被调整传感器的参数值超出标准值的偏差范围，则进入步骤4）； 步骤3）控制流水线前进，将被调整传感器移入下一工序，将待调整传感器接入调整装置，返回执行步骤1）； 步骤4）通过数据处理模块计算出被调整传感器的增益调整量，通过信号收发模块发出控制信号控制电压处理模块输出烧录电压，同时通过信号收发模块向被调整传感器写入新的增益数据，烧录完成后，解除电压控制信号，传感器驱动电压恢复成正常电压； 步骤5）执行步骤1），并测量当前回波信息值，如果计算出的的参数值超出标准值的偏差范围，则执行步骤4），被调整传感器的参数值符合标准值的偏差范围，且置信水平大于设定值，调整完成后，自动保存被调整传感器的特征数据，执行步骤3）。
翻译：技术领域
本发明属于机动车辆的探测传感器领域，具体地说是一种超声波传感器一致性自动调整装置。
背景技术
众所周知，由于超声波传感器具有工作可靠、测距精准、成本低廉等特点，被广泛应用到汽车辅助驾驶及工业自动化等领域。其中以用于泊车辅助的超声波雷达装置来说，通常具有2-12颗传感器，由于器件匹配、振动片的固有差异等因素，往往导致每个传感器之间存在较大的固有误差。为保证各传感器探测灵敏度的一致性，业界普遍的做法是通过调节传感器的增益值使传感器的探测灵敏度达成一致或接近。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声波传感器一致性自动调整装置，从根本上解决了现有超声波传感器检验中车间检验过程人工介入过多导致检测速度慢的问题，可用于传感器样件的检测及调整，比人工调整和目前自动化调整的精度更高、一致性更好。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：该超声波传感器一致性自动调整装置，其技术要点是：包括人机交互模块、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器相连。
本发明还提供了采用上述调整装置检验并调整超声波传感器的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1）数据处理模块将人机交互模块的指令码转换成时序数据，由信号处理模块将时序数据转换成电信号输出至通讯模块和电压处理模块，信号收发模块和电压处理模块将电信号传至被调整传感器，使被调整传感器发出超声波；
步骤2）当超声波到达被测物体后产生回波，被调整传感器接收到回波后产生电信号，经由信号收发模块转换成标准电信号，标准电信号通过信号处理模块转换成时序数数据后发送至数据处理模块，经过数据处理模块滤波和计算后得出结果，将结果发送至人机交互模块的设定值相比较；如果被调整传感器的参数值与标准值一致，则进入步骤3）；如果被调整传感器的参数值超出标准值的偏差范围，则进入步骤4）；
步骤3）控制流水线前进，将被调整传感器移入下一工序，将待调整传感器接入调整装置，返回执行步骤1）；
步骤4）通过数据处理模块计算出被调整传感器的增益调整量，通过信号收发模块发出控制信号控制电压处理模块输出烧录电压，同时通过信号收发模块向被调整传感器写入新的增益数据，烧录完成后，解除电压控制信号，传感器驱动电压恢复成正常电压；
步骤5）执行步骤1），并测量当前回波信息值，如果计算出的的参数值超出标准值的偏差范围，则执行步骤4），被调整传感器的参数值符合标准值的偏差范围，且置信水平大于设定值，调整完成后，自动保存被调整传感器的特征数据，执行步骤3）。
本发明的有益效果：操作时只需不断更换传感器，即可自动调整其探测灵敏度；通过多次测量（每秒可测量30次）并通过滤波算法，提高测试精度，回波宽度一致性可控制到±3%以内，而现有的调整技术一般都在10%以上。具有自动测试、自动调整功能，减少人工介入程度，提高产品一致性，缩短生产时间，降低成本。
通过多次测量（每秒可测量30次）并加入滤波算法，提高测试精度，回波强度可控制到±10us以内。可自动调整传感器的增益，使每个传感器的探测灵敏度在合理的范围之内从而可保证传感器的一致性。传感器调整成功后，装置自动保存被调整传感器的特征数据，便于后续出现品质问题时可以追溯核心数据。
可控制超声波传感器工作，并能取得传感器回波等信息；可以改变传感器相关参数并能保证在掉电后不丢失；有人机界面，可以控制装置动作，可以通过人机界面模块实现自动运行；使用统计滤波算法提高调整精度。人机界面中，所有设置选项以及通信接口的配置皆可通过加载配置文件实现，可为不同产品编制不同的配置文件，便于生产线管理以及产品切换。只要将传感器夹持治具做成能适应产线生产的治具，去掉连接线通过探针与传感器连接，即可向下游推广，改造方便，应用前景良好。
附图说明
图1是本发明的电路原理方框图；
图2是人机交互界面的示意图。
附图标记说明：
图1中：1人机交互模块、2数据处理模块、3信号处理模块、4信号收发模块、5电压处理模块、6待调整传感器、7被调整传感器、8调整后传感器、9被测物体。
具体实施方式
以下结合图1~2，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该超声波传感器一致性自动调整装置包括人机交互模块1、与人机交互模块输入端和输出端同时相连的数据处理模块2、与数据处理模块输入端和输出端同时相连的信号处理模块3、与信号处理模块输出端和输入端同时相连的信号收发模块4、与信号处理模块输出端相连的电压处理模块5，信号收发模块的输入端和输出端同时与被调整传感器相连，电压处理模块的输出端与被调整传感器7相连。生产线上，被调整传感器7正对被测物体9，待调整传感器6位于被调整传感器之前，调整后传感器8位于被调整传感器之后。
采用上述调整装置检验超声波传感器的一致性并调整增益参数不一致超声波传感器的方法包括以下步骤：
步骤1）通过人机互动模块1设定如图1所示的相关参数，如余震时间、回波强度、环境参数、调整参数等。数据处理模块将人机交互模块的指令码转换成时序数据，由信号处理模块将时序数据转换成电信号输出至通讯模块和电压处理模块，信号收发模块和电压处理模块将电信号传至被调整传感器，使被调整传感器发出超声波；
步骤2）当超声波到达被测物体后产生回波，被调整传感器接收到回波后产生电信号，经由信号收发模块转换成标准电信号，标准电信号通过信号处理模块转换成时序数数据后发送至数据处理模块，通过设置“目标回波宽度”值，装置驱动被调整传感器7动作并测量回波信息，根据多次测量结果计算均值并与设定的“目标回波宽度”值比较后计算出增益调整量。如果被调整传感器的参数值与标准值一致，则进入步骤3）；如果被调整传感器的参数值超出标准值的偏差范围，则进入步骤4）；
步骤3）控制流水线前进，将被调整传感器移入下一工序，将待调整传感器接入调整装置，返回执行步骤1）；
步骤4）通过数据处理模块计算出被调整传感器的增益调整量，通过信号收发模块发出控制信号控制电压处理模块输出烧录电压，同时通过信号收发模块向被调整传感器写入新的增益数据，烧录完成后，解除电压控制信号，传感器驱动电压恢复成正常电压；
步骤5）执行步骤1），并测量当前回波信息值，如果计算出的增益调整量仍大于最低调整值，则发出调整失败信息，流水线停止前进，进行步骤4）进行第N次参数调整流程，如此反复调整直到增益调整量小于最低调整值，如果传感器回波强度值在标准值的正负偏差以内，且置信水平大于设定值，此时调整成功，调整完成后，自动保存被调整传感器特征数据至csv文件中，执行步骤3）。
