双通道声学距离测量电路和方法

技术领域

本公开整体涉及电气电路和电子电路，更具体地讲涉及声学距离测量电路。

背景技术

声学距离测量系统可以用于多种应用程序中。例如，声学测量系统用于汽车的泊车辅助传感器(PAS)。PAS传感器检测到距汽车一定距离范围内存在物体，并且发信号通知用户，以便可能采取纠正行动。通常，声学测量系统首先通过声波传输声能，并且随后测量在检测到回波之前的时耗时间。该时耗时间称为飞行时间，并且与汽车和障碍物之间的距离成比例。利用声学距离测量系统的汽车应用程序需要在较宽的测量范围(诸如从几厘米到几米)内可靠地检测障碍物的存在。目前，基于所使用的声学信号的类型，单调制声学测量传感器提供短距离或长距离的可靠检测，但不能同时提供这两种检测。

例如，声传感器可以使用调幅(AM)声脉冲，该脉冲在短距离内具有良好的检测能力，但长距离检测能力有限。长距离检测能力有限是由多种因素引起的。首先，普通压电换能器的灵敏度有限，无法检测从远处物体反射的耗散AM回波信号。其次，换能器本身的带宽有限，并且AM信号易受变相现象的影响。例如，由于来自复杂物体、砾石等的重叠回波会引起干扰，因此可能发生变相。第三，AM信号易受有限的发射持续时间(诸如500微秒(μs))的影响，这限制了所传输能量的量，并且因此限制了可以可靠地检测回波的最大距离。由于这些问题，AM信号即使当使用多个通道，也只能检测到距离在3.6米(m)左右或以内的物体。

另一方面，声传感器可以使用线性调频信号来代替AM信号，以实现更好的远程障碍物检测。线性调频信号是一种电信号，其中信号的频率在一段时间内发生变化或扫频。基于线性调频信号的系统在检测较短距离的物体时存在问题。线性调频传感器能够检测到障碍物存在的最小距离受到两个因素的限制。首先，需要高质量的换能器来使换能器的表面阻抗与周围空气相匹配。然而，高质量的换能器在发射周期结束后仍有大量剩余能量，这延长了回响周期并且增加了传感器能够检测到障碍物的最小距离。其次，为了在更理想的远程距离(例如5m)实现物体检测，车辆必须用大量能量驱动换能器，这也延长了回响时间并且增加了最小可检测距离。

附图说明

通过参照附图可更好地理解本公开，并且本公开的多个特征和优点对于本领域的技术人员为显而易见的，在附图中：

图1以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的声学距离测量系统；

图2以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的双通道声学距离测量系统；

图3以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的双通道声学距离测量系统；

图4以框图形式例示可以与图3的双通道声学距离测量系统一起使用的低高度障碍物检测系统；

图5例示有助于理解图2的用于短距离物体的双通道声学距离测量系统的操作的时序图；

图6例示有助于理解图2的用于长距离物体的声学距离测量系统的操作的时序图；

图7例示有助于理解图3和图4的用于低高度物体的双通道声学距离测量系统的操作的一组时序图；

图8以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的声学距离测量电路；并且

图9以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的实施图8的声学距离测量电路的集成电路。

在不同附图中使用相同的参考符号来指示相同或类似的元件。除非另有说明，否则字词“耦接”以及其相关联的动词形式包括直接连接以及通过本领域已知的方式的间接电连接两者；并且除非另有说明，否则对直接连接的任一描述也暗示使用合适形式的间接电连接的替代实施方案。

具体实施方式

图1以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的声学距离测量系统100。声学距离测量系统100通常包括汽车102和障碍物120。

汽车102包括发动机控制单元(ECU)104、扬声器106、一组导体112以及一组声传感器模块110。诸如ECU 104等系统控制器位于汽车102上或该汽车内，并且提供电警报信号，该电警报信号使得扬声器106向驾驶员输出可听警报，以发信号通知障碍物120的存在以及该障碍物相对于汽车102的后保险杠的相对距离。例如，ECU 104可以通过哔哔声的速度发信号通知相对距离，并且如果后保险杠在读取保险杠的一定距离内，则提供连续的提示音来提醒驾驶员需要立即停止汽车102。在其他实施方案中，ECU可以由车身控制单元(BCU)、信息娱乐系统控制器或能够与驾驶员交互的类似控制器来代替。

ECU 104还具有连接到声传感器模块110的输出端以及用于从声传感器模块110接收障碍物位置信息的输入端。当障碍物120处于汽车102的后保险杠与障碍物120之间的测量范围内时，声传感器模块110中的每个声传感器模块发射如本文所述的从障碍物120反射的超声声学信号。每个声传感器模块110还接收反射信号(也称为回波)，对其进行处理，并向ECU 104提供输出信号。ECU 104根据这些信号确定飞行时间并因此确定距离。

在例示的实施方案中，汽车102在其后保险杠上具有四个声传感器模块，包括声传感器模块110a、声传感器模块110b、声传感器模块110c和声传感器模块110d。每个声传感器模块110能够发射声脉冲并接收来自其传输或其相邻模块的传输的回波。在图1所示的示例中，声传感器模块110c发射声学信号114，并接收来自障碍物120的回波116。回波116被称为直接回波信号，因为它是沿着与声学信号114相同的路径直接反射回来的，并且声学信号114的发射与回波116的接收之间的时间与汽车102的后保险杠上的声传感器模块110c与障碍物120之间的距离相对应。

然而，声学信号114还产生其他回波，包括由声传感器模块110b接收的回波117以及由声传感器模块110d接收的回波118。回波117和回波118被称为间接回波信号，因为它们沿着不同的路径间接反射到相邻传感器。由于回波117和回波118通过间接路径传播，因此传播距离更长，但也反映了后保险杠与障碍物120之间的距离。可以通过基于声传感器模块110b、110c和110d之间的已知且固定的物理间距对三个信号进行三角测量来确定汽车102的后保险杠与障碍物120之间的更准确的距离测量。

根据本文所述的各种实施方案，声学距离测量系统使用直接测量和间接测量的这些特性来实现准确的近程障碍物检测和准确的远程障碍物检测。此外，该系统使用不同类型的传感器的不同且互补的特性来测量低高度物体(诸如非常低的路缘石)的存在，该低高度物体往往会遮挡高高度物体(诸如其后面的杆)。下面将详细描述这两种能力。

图2以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的双通道声学距离测量系统300。双通道声学距离测量系统200包括声传感器模块210、220、230和240，这些声传感器模块以圆圈例示并且分别与例如图1所示的声传感器模块110d、110c、110b和110a相对应。如图2所示，声传感器模块210从标记为“01”的低频通道传输AM信号，并且从标记为“10”的高频通道感测AM信号以及由声传感器模块220传输的间接线性调频信号的直接回波。声传感器模块220在高频通道上传输线性调频信号，并且感测线性调频信号的直接回波以及由声传感器模块210和230中的每个声传感器模块传输的低频通道上的AM信号的间接回波。声传感器模块230在低频通道上传输AM信号，并且感测AM信号的直接回波以及由声传感器模块220传输的线性调频信号的间接回波。声传感器模块240在高频通道上传输线性调频信号，并且感测线性调频信号的直接回波以及由声传感器模块230发送的AM信号的间接回波。

发明人已经发现，低频AM信号可以准确地测量约16cm以内的短距离，但无法对约3m以外的障碍物进行准确感测。另一方面，高频线性调频信号可以准确地检测在16cm以内的短距离内的障碍物的存在，但无法准确地确定它们的距离，并且可以精准确定最多约5m的距离内的障碍物的位置。

双通道声学距离测量系统200同时使用两种类型的声学信号，每种声学信号在两个通道中的一个通道上提供，以便在更宽的距离范围内对障碍物进行更准确的检测。具体地，双通道声学距离测量系统200使用交替压电换能器沿着汽车的后保险杠在两个通道(例示实施方案中的低频AM信号通道和高频线性调频信号通道)上同时传输信号。双通道声学距离测量系统200使用线性调频信号来检测短距离内障碍物的存在，同时使用AM信号来精准确定障碍物的位置，从而对约16cm以内(比已知系统的检测距离要短)的障碍物进行快速且准确的检测。双通道声学距离测量系统200还使用由两个传感器测量的AM距离来对障碍物相对于例如汽车的后保险杠的位置和距离进行三角测量。

双通道声学距离测量系统200还使用线性调频信号来测量较长距离处的障碍物的距离。类似于AM信号，该系统使用由两个传感器测量的距离来对障碍物相对于例如汽车的读取保险杠的确切位置进行三角测量。

从图2可以看出，汽车的后保险杠使用在AM和线性调频声学信号传输之间以及在低频和高频之间交替的传感器模式。每个换能器激发(即，传输声学信号)并在给定模式下测量其相应通道上的回波信号。在间接测量期间，每个换能器激发并测量在相反模式下接收的间接信号。为了测量由距后保险杠最多约5m的障碍物的信号反射所产生的回波，每个周期持续约40毫秒(ms)，考虑了从传输开始到结束的时间以及声学信号在最长可测量距离处的往返飞行时间。

双通道声学距离测量系统200使用来自连续、交替的双AM和双线性调频测量的数据来获得比单独在双线性调频模式下获得的距离更近的精确测量。如果在约28cm以内检测到物体，则线性调频信号单独无法提供准确的距离。然而，如果双线性调频信号检测到在约28cm以内存在障碍物，则连续双AM信号可以提供远小于约28cm的准确测量距离。具体地，发明人发现通过使用双传感器检测技术，可获得约16cm以内的距离。

类似地，双通道声学距离测量系统300还使用来自连续、交替的双AM和双线性调频测量的数据来获得最多比单独在双AM模式下可获得的距离更远的精确测量。如果在约3.6m以外检测到物体，则AM信号单独无法提供准确的距离。然而，如果AM信号检测到在约3.6m以外存在障碍物，则连续双线性调频信号可以提供远大于约3.6m的准确测量距离。具体地，发明人发现通过使用双传感器检测技术，可以准确地测量高达约5m的距离。因此，通过使用双AM/双线性调频测量，可以在约16cm到约5m的总体范围内检测障碍物。

按顺序的直接测量和间接测量也可用于检测低高度物体。例如，双通道声学距离测量系统300可以检测9cm高的低路缘石，即使在存在背景物体(诸如路缘石后面50cm处直径为20cm的杆)的情况下。

图3以框图形式例示使用调幅信号和线性调频信号的组合的双通道声学距离测量系统300。双通道声学距离测量系统300包括声传感器模块310、320、330和340，这些声传感器模块以圆圈例示并且分别与例如如图1所示的后保险杠处的声传感器模块110d、110c、110b和110a相对应。双通道声学距离测量系统300具有第一测量周期，在该第一测量周期内，该系统在低频通道和高频通道两者上传输并且随后感测AM信号。因此，如图3所示，声传感器模块310和330在低频(01)通道上传输AM信号，并且声传感器模块320和340在高频(10)通道上传输AM信号。类似地，双通道声学距离测量系统300具有第二测量周期，在该第二测量周期内，该系统在低频通道和高频通道两者上传输并且随后感测线性调频信号。该系统使用每个换能器来测量直接回波和间接回波两者，并结合这些测量来检测低高度物体(诸如路缘石)的存在，以及路缘石后面可能的高高度物体(诸如杆)的存在。

具体地，在第一测量周期内，声传感器模块310在低频通道上传输AM信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测低频(01)通道上的直接AM信号的回波以及从声传感器模块320接收的高频(10)通道上的间接AM信号的回波。声传感器模块310在数字域中分析声学信号以寻找回波，从该回波中可以确定物体的存在及其飞行时间。声传感器模块320在高频(10)通道上传输AM信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块检测高频(10)通道上的直接AM信号的回波以及从声传感器模块310和330间接接收的低频(01)通道上的AM信号的回波。声传感器模块330在高频通道上传输AM信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测低频(01)通道上的直接AM信号的回波以及从声传感器模块320接收的高频(10)通道上的间接AM信号的回波。声传感器模块340在低频通道上传输AM信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测低频(01)通道上的直接AM信号的回波以及从声传感器模块320接收的高频(10)通道上的间接AM信号的回波。

在第二测量周期内，声传感器模块传输相反模式的信号。声传感器模块310在低频通道上传输线性调频信号，并在回响周期结束之后接收并分析声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测低频(01)通道上的线性调频信号的直接回波以及从声传感器模块320接收的高频(10)通道上的线性调频信号的间接回波。声传感器模块310在数字域中分析声学信号以寻找回波，从该回波中可以确定物体的存在及其飞行时间。声传感器模块320在高频(10)通道上传输线性调频信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块检测高频(10)通道上的线性调频信号的直接回波以及从声传感器模块310和330间接接收的低频(01)通道上的线性调频信号的回波。声传感器模块330在高频通道上传输线性调频信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测低频(01)通道上的直接线性调频信号的回波以及从声传感器模块320接收的高频(10)通道上的线性调频信号的间接回波。声传感器模块340在低频通道上传输线性调频信号，并在回响周期结束之后接收声学信号。该声传感器模块使用对所接收的声学信号进行的数字处理来检测高频(10)通道上的直接线性调频信号的直接回波以及从声传感器模块330接收的低频(01)通道上的线性调频信号的间接回波。

在其他实施方案中，线性调频信号可以在第一测量周期期间使用，并且AM信号可以在第二测量周期期间使用。

双通道声学距离测量系统300利用AM回波与线性调频回波之间的差异来检测低高度物体的存在。如上所述，AM测量对于短距离物体检测准确，但对于长距离物体检测不太准确。然而，虽然AM可以用于检测短距离物体，但是当AM信号被低高度物体反射时，它们的幅度在较短距离处较小。发明人已经发现，AM回波与线性调频回波之间的短距离回波的显著幅度差准确地指示了低高度物体的存在。具体地，在距离小于约1m时，双通道AM模式下的低高度物体回波与双线性调频模式下的低高度物体回波相比，幅度显著较小。这些距离是低高度物体(主要是路缘石)的检测变得重要的距离。

每个声传感器模块通过以下方式对所接收的声学信号进行分析：将所接收的声学信号转换到数字域，并在数字域中分析所接收的信号以寻找回波，从该回波可以确定物体的存在及其飞行时间。两个通道的使用允许区分在时间上重叠但在频率上不重叠的两个信号。

因此，对于每次声学距离测量，双通道声学距离测量系统300通常在两个测量周期期间操作。在第一测量周期期间，发射器被置于AM模式和线性调频模式中的一者，并根据具体情况使用AM模式或线性调频模式的第一通道。在数字接收信号的第一通道中选择性地检测第一直接回波。在数字接收信号的第二通道中选择性地检测第一间接回波。在所述第一测量周期之后的第二测量周期期间，发射器被置于AM模式和线性调频模式中的另一者，并根据具体情况使用AM模式或线性调频模式的第二通道。在AM信号和线性调频信号中的另一者的数字接收信号的第二通道中选择性地检测第二直接回波。如上所述，该模式在相邻传感器的交替通道上重复。

图4以框图形式例示可以与图3的双通道声学距离测量系统300一起使用的低高度障碍物检测系统400。低高度障碍物检测系统400包括距离测量块410和420以及低高度物体检测块430和440。距离测量块410具有用于接收先前测量的双AM直接测量结果(在本示例中，在第一测量周期内测量的测量结果)的第一输入端、用于接收当前(或“实际”)测量的双线性调频直接测量结果的第二输入端以及用于提供标记为“距离直接”的信号的输出端。间接距离测量块420具有用于接收先前测量的双AM直接测量结果(在本示例中，在第一测量周期内测量的测量结果)的第一输入端、用于接收当前(或“实际”)测量的双线性调频直接测量结果的第二输入端以及用于提供标记为“距离间接”的信号的输出端。低高度物体检测块440使用先前的双AM间接距离测量和实际的双线性调频间接距离测量来生成间接低高度标记。

低高度障碍物检测系统400使用连续交替的双AM/双线性调频测量来检测低高度物体和高高度物体的组合。低高度物体在双AM模式下的回波与同一低高度物体在线性调频模式下的回波明显不同，因为低高度物体的回波显著小于高高度物体。因此，该系统能够在1m以内的距离(在该距离处检测接近的路缘石很重要)有效地检测低高度。

图5例示有助于理解图2的用于短距离障碍物的双通道声学距离测量系统200的操作的一组时序图500。时序图500包括时序图510和时序图520。在时序图500中的每个时序图中，水平轴线表示以毫秒(ms)为单位的时间和以厘米(cm)为单位的对应距离，并且垂直轴线表示以毫伏(mV)为单位的幅度。时序图510示出了与发射线性调频信号的声传感器相关联的波形511。换能器发射的线性调频模式512一直持续到标记为“t

因此，通过在直接线性调频测量与间接AM测量之间交替，可以检测紧密接近峰，但不能使用线性调频测量进行测量，并且随后可以使用AM相邻的连续间接测量通过使用AM脉冲将最小距离测量提高到相同的性能。

图6例示有助于理解图2的用于长距离物体的双通道声学距离测量系统200的操作的一组时序图600。时序图600包括时序图610和时序图620。在时序图600中的每个时序图中，水平轴线表示以ms为单位的时间和以cm为单位的对应距离，并且垂直轴线表示以mV为单位的幅度。时序图610示出了与发射双AM信号的声传感器相关联的波形611。长距离障碍物使得回波612被感测到。需注意，回波612的幅度略高于本底噪声613。然而，声传感器在间接模式下感测到波形621中的线性调频，该线性调频具有显著高于本底噪声623的峰622，并且因此声传感器可以可靠地检测它。因此，可以通过使用间接芯片测量可靠地检测长距离障碍物。

图7例示有助于理解图3的用于低高度物体的双通道声学距离测量系统300的操作的一组时序图700。时序图700包括时序图710、时序图720和时序图730。在时序图700中的每个时序图中，水平轴线表示以微秒(μs)为单位的时间和以厘米(cm)为单位的对应距离，并且垂直轴线表示以伏(V)为单位的幅度。时间窗口740与各种飞行时间和距离处的声学距离测量电路与低高度物体之间的飞行时间和距离相对应。

时序图710示出了与AM直接信号相关联的波形711和与线性调频直接信号相关联的波形712，并且与低高度物体(诸如位于距声学距离测量电路0.6m处的路缘石，高高度物体位于其后面)相对应。在时序窗口740中，发射AM信号和双线性调频信号的声学距离测量电路接收几乎无法与本底噪声以及彼此区分的较小直接回波。然而，AM直接回波信号和线性调频直接回波信号两者都指示在大约相同距离处存在高高度物体。

时序图720示出了与AM直接信号相关联的波形721和与线性调频直接信号相关联的波形722，并且与低高度物体(诸如位于距声学距离测量电路0.8m处的路缘石，高高度物体位于其后面)相对应。波形721和722已被移位，使得低高度物体的直接回波都将出现在时序窗口740内的对应点处。发射AM信号的声学距离测量电路仍然接收几乎无法与本底噪声区分的较小直接回波。然而，发射芯片信号的声学距离测量电路能够测量低高度障碍物中的显著回波。此外，线性调频信号与AM信号之间的幅度差指示其为低高度物体。因此，低高度障碍物检测系统400中的低高度物体检测块430输出低高度标记直接信号，允许诸如ECU104等系统控制器提醒驾驶员检测到低高度物体。然而，AM直接回波信号和线性调频直接回波信号两者都指示在大约相同距离处存在高高度物体。

时序图730示出了与AM直接信号相关联的波形731和与线性调频直接信号相关联的波形732，并且与低高度物体(诸如位于距声学距离测量电路1.0m处的路缘石，高高度物体位于其后面)相对应。波形731和732已被移位，使得低高度物体的直接回波都将出现在时序窗口740内的对应点处。在时序图730中，发射AM信号的声学距离测量电路接收具有与线性调频回波大约相同的峰值幅度的直接回波。然而，AM直接回波信号和线性调频直接回波信号两者都指示在大约相同距离处存在高高度物体。

同时，声学距离测量电路接收交替的间接回波。虽然图7中未示出，但是所接收的间接回波信号表现出相同的相对特性，从而允许系统提醒驾驶员在0.8m附近存在低高度物体。

在驾驶员停放车辆的正常驾驶情况下，当诸如路缘石等低高度物体相对远离车辆时，声学距离测量系统可以检测该物体的存在，并在驾驶员接近低高度物体时提醒驾驶员低高度物体的存在，允许他或她有足够的时间采取适当的纠正动作，即使在该低高度物体后面存在高高度物体的情况下。

图8以框图形式例示根据本公开的各种实施方案的声学距离测量电路800。声学距离测量电路800包括发射器810、声换能器820、接收器830以及传感器控制器和数字信号处理器840。

发射器810包括信号发生器811和发射器放大器812。信号发生器811具有输入端以及用于提供双AM信号和双线性调频信号中的选定者的输出端。发射器放大器812具有连接到信号发生器811的输出端的输入端，以及被适配为连接到声换能器820的输出端。

接收器830包括接收器放大器831和混频器832。接收器放大器831具有被适配为连接到声换能器820的输入端，以及输出端。混频器电路832具有耦接到接收器放大器831的输出端的输入端，以及用于提供数字接收信号的输出端。传感器控制器和数字信号处理器840具有连接到接收器830的输出端的输入端、连接到发射器810的输入端的输出端，并向ECU104提供输出以允许ECU 104向驾驶员发信号通知适当的警报。

在操作中，传感器控制器和数字信号处理器840可操作以将发射器810设置为AM模式和线性调频模式中的一者，并在回波周期期间捕获所接收的信号。传感器控制器和数字信号处理器840分析数字接收信号，以选择性地检测第一通道上的直接回波和第二通道上的间接回波。当检测低高度物体时，传感器控制器和数字信号处理器840还在第一测量周期之后的第二测量周期期间可操作以：将发射器810置于所述AM模式和所述线性调频模式中的另一者(即，与第一测量周期中使用的模式相反的模式)，并且在AM信号和线性调频信号中的另一者的数字接收信号的第一通道中选择性地检测第二直接回波，并在第一测量周期中使用的AM信号和线性调频信号中的同一信号的数字接收信号的第二通道中选择性地检测第二间接回波。在示例性实施方案中，第一测量周期和第二测量周期中的每个测量周期耗时约40毫秒(ms)。

在示例性实施方案中，传感器控制器和数字信号处理器840执行与DSP相关的任务，包括数字滤波和使所接收的回波与AM模式和线性调频模式相互关联，以及缩放幅度和执行噪声滤波。然而，在其他实施方案中，可以由车辆控制器(例如，ECU 104)执行信号分析功能的各个部分。

图9以框图形式例示根据各种实施方案的具有集成电路910的声学距离测量电路900，该集成电路实现了图8的声学距离测量电路800的各部分。声学距离测量电路900通常包括集成电路910、换能器驱动器接口电路920和电阻器930。

在例示的实施方案中，集成电路910是可以封装以安装或焊接到印刷电路板的单片硅芯片，该印刷电路板将器件触点连接到其他电子部件或导线连接器。如图9所示，集成电路910连接到两个电源端子(VBAT和GND)，并且具有用于与ECU 104进行双向通信的标记为“I/O”的单根输入/输出线、用于连接到换能器驱动器接口电路920的三个端子以及连接到压电换能器921的两个端子，其中电阻器930连接在两个端子之间。集成电路910通常包括标记为“TX”的发射器911、接收器放大器912、模数转换器(ADC0)913、核心逻辑和DSP块914、存储器915以及I/O控制器916。

发射器911与图8的发射器810相对应，并且具有输入端以及通过变压器923连接到压电换能器921的输出端，该变压器具有连接到绕组的两端的连接件以及连接到中心抽头的连接件。接收器912与图8的接收器放大器831相对应，并且具有连接到第一端子(连接到压电换能器921)的第一输入端、连接到压电换能器921的第二端子的第二输入端，以及输出端。ADC 913与图8的ADC和混频器832中的ADC相对应，并且具有连接到接收器912的输出端的输入端，以及输出端。核心逻辑和DSP块914具有连接到发射器911的输入端的输入端、连接到ADC 913的双向连接件、信号输出端、信号输入端以及连接到存储器915的双向连接件。存储器915具有用于存储程序、固件、数据等的存储位置，并且双向连接到核心逻辑和DSP块914。I/O控制器916具有连接到核心逻辑和DSP块914的信号输出端的输入端、连接到核心逻辑和DSP块914的信号输入端的输出端以及连接到集成电路910的I/O端子的双向连接件。

核心逻辑和DSP块914根据上述技术和操作来控制操作顺序。该核心逻辑和DSP块将测量报告给车辆控制器(诸如ECU 104)，然后该车辆控制器结合来自多个声传感器模块的测量，以便对16cm到5m的较宽范围内的障碍物提供准确的声学距离测量。为了便于该操作，核心逻辑和DSP块914对数字接收信号执行一些信号分析，以检测可以用于检测回波时间和障碍物飞行时间的AM和线性调频接收信号强度。为了便于这些操作，该核心逻辑和DSP块使用与双通道AM和双通道线性调频信号的选定通道相关的相关器来区分数字接收信号中的回波。在US2021/0352412中描述了能够执行所有这些操作的基于DSP的处理引擎的示例，但其他DSP处理引擎也是可能的，并且对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

上文所公开的主题应被视为示例性的而非限制性的，并且所附权利要求书旨在涵盖落在权利要求书的范围内的所有此类修改、增强和其他实施方案。例如，识别传感器范围内的障碍物反射的有效回波、确定飞行时间以及确定距离的信号处理功能可以由声传感器本身、或由车辆控制单元、或由两者的各种组合来完成。车辆控制单元可以是诸如发动机控制单元(ECU)、车身控制单元(BCU)、信息娱乐控制器等另一控制单元的一部分。虽然结合具有四个后置传感器和四个前置传感器的汽车描述了实施方案，但其他数量的传感器和传感器位置也是可能的。声学距离测量系统的整体功能可以用于泊车辅助传感器(PAS)、前视识别摄像头、碰撞检测系统等。此外，虽然它们都利用了双通道、双模式距离检测技术，但是测距增强系统和低高度物体检测系统可以一起使用或单独使用。

在一种形式中，声学距离测量电路包括发射器、接收器和控制器。发射器具有被适配为耦接到声换能器的输出端，用于提供调幅(AM)模式的AM信号和线性调频模式的线性调频信号中的选定者。接收器具有被适配为耦接到所述声换能器的输入端以及用于提供数字接收信号的输出端。控制器在第一测量周期期间可操作以：使用第一通道将所述发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第一直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的另一者的所述数字接收信号的第二通道中选择性地检测第一间接回波。

根据一个方面，所述发射器包括：信号发生器，该信号发生器具有用于提供所述调幅(AM)信号和所述线性调频信号中的所述选定者的输出端；以及发射器放大器，该发射器放大器具有耦接到信号发生器的输出端的输入端以及被适配为耦接到所述声换能器的输出端。

根据另一方面，所述接收器包括：接收器放大器，该接收器放大器具有被适配为耦接到所述声换能器的输入端，以及输出端；以及混频器电路，该混频器电路具有耦接到所述接收器放大器的所述输出端的输入端以及用于提供所述数字接收信号的输出端。

根据又一方面，所述发射器、所述接收器和所述控制器组合在单个单片集成电路上。

根据又一方面，在所述第一测量周期之后的第二测量周期期间，所述控制器还可操作以：使用所述第一通道将所述发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述另一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述另一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第二直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第二间接回波。

在这种情况下，声学距离测量电路可以包括耦接到所述控制器的车辆控制单元，其中所述控制器还可操作以将关于所述第一直接回波、所述第二直接回波、所述第一间接回波和所述第二间接回波的飞行时间的信息传输到所述车辆控制单元，并且所述车辆控制单元响应于所述信息来确定低高度障碍物距车辆的距离。声学距离测量电路还可以包括：第二发射器，该第二发射器具有被适配为耦接到第二声换能器的输出端，用于提供所述AM模式的所述AM信号和所述线性调频模式的所述线性调频信号中的所述选定者；第二接收器，该第二接收器具有被适配为耦接到所述第二声换能器的输入端以及用于提供第二数字接收信号的输出端；以及第二控制器。第二控制器在所述第一测量周期期间可操作以：使用所述第二通道将所述第二发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述第二数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第三直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第三间接回波，并且在所述第二测量周期期间可操作以：使用所述第二通道将所述第二发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述另一者，选择性地检测所述AM信号和所述线性调频信号中的所述另一者的所述数字接收信号的所述第二通道中的第四直接回波，并选择性地检测所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述第二数字接收信号的所述第二通道中的第四间接回波。在这种情况下，所述第二控制器还可操作以将关于所述第二直接回波和所述第二间接回波两者的飞行时间的第二信息传输到所述车辆控制单元，并且所述车辆控制单元还响应于所述第二信息来确定所述低高度障碍物距所述车辆的距离。

进一步，在这种情况下，发射器可以包括：信号发生器，该信号发生器具有用于提供所述调幅(AM)信号和所述线性调频信号中的所述选定者的输出端；以及发射器放大器，该发射器放大器具有耦接到信号发生器的输出端的输入端以及被适配为耦接到所述声换能器的输出端。

更进一步，在这种情况下，接收器可以包括：接收器放大器，该接收器放大器具有被适配为耦接到所述声换能器的输入端，以及输出端；以及混频器电路，该混频器电路具有耦接到所述接收器放大器的所述输出端的输入端以及用于提供所述数字接收信号的输出端。

在另一形式中，一种测量障碍物距车辆的声学距离的方法包括使用被适配为耦接到声换能器的发射器来提供调幅(AM)模式的AM信号和线性调频模式的线性调频信号中的选定者。使用被适配为耦接到所述声换能器的接收器来接收数字接收信号。在第一测量周期期间，使用第一通道将发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的一者，并且在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的另一者的所述数字接收信号的第二通道中选择性地检测间接回波。

根据一个方面，该方法还包括使用具有被适配为耦接到第二声换能器的输出端的第二发射器来提供所述AM模式的所述AM信号和所述线性调频模式的所述线性调频信号中的所述选定者，以及使用具有被适配为耦接到所述第二声换能器的输入端的第二接收器来提供第二数字接收信号。在所述第一测量周期期间，使用所述第二通道将所述第二发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述另一者。在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述另一者的所述数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第二直接回波。在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第二间接回波。在这种情况下，可以使用被适配为耦接到车辆控制单元的控制器来传输关于所述直接回波和所述间接回波两者的飞行时间的信息，可以将关于所述第二直接回波和所述第二间接回波两者的飞行时间的第二信息传输到所述车辆控制单元，并且可以响应于所述信息和所述第二信息来确定障碍物距车辆的距离。

根据另一方面，所述第一通道占用与所述第二通道不同的频带。

在又一形式中，一种测量低高度障碍物距车辆的距离的方法包括使用被适配为耦接到声换能器的发射器来提供调幅(AM)模式的AM信号和线性调频模式的线性调频信号中的选定者。使用被适配为耦接到所述声换能器的接收器来接收数字接收信号。在第一测量周期期间，使用第一通道将所述发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第一直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的第二通道中选择性地检测第一间接回波。在所述第一测量周期之后的第二测量周期期间，使用所述第一通道将发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的另一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的另一者的所述数字接收信号的所述第一通道中选择性地检测第二直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第二间接回波。

根据一个方面，该方法还包括使用控制器传输关于所述第一直接回波、所述第一间接回波、所述第二直接回波和所述第二间接回波的飞行时间的信息，以及使用车辆控制单元响应于所述信息来确定低高度障碍物距车辆的距离。

根据另一方面，该方法还包括使用被适配为耦接到所述声换能器的第二发射器来提供所述调幅(AM)模式的第二AM信号和所述线性调频模式的第二线性调频信号中的选定者，以及使用被适配为耦接到所述声换能器的第二接收器来接收第二数字接收信号。在所述第一测量周期期间，使用所述第二通道将所述第二发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述第二数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第三直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述第二数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第三间接回波。在所述第二测量周期期间，使用所述第二通道将所述第二发射器置于所述AM模式和所述线性调频模式中的所述另一者，在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述另一者的所述第二数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第四直接回波，并在所述AM信号和所述线性调频信号中的所述一者的所述数字接收信号的所述第二通道中选择性地检测第四间接回波。在这种情况下，该方法还可以包括使用被适配为耦接到车辆控制单元的第一控制器来传输关于所述第一直接回波、所述第一间接回波、所述第二直接回波和所述第二间接回波的飞行时间的第一信息，使用被适配为耦接到所述车辆控制单元的第二控制器来传输关于所述第三直接回波、所述第三间接回波、所述第四直接回波和所述第四间接回波的飞行时间的第二信息，以及使用所述车辆控制单元响应于所述第一信息和所述第二信息来确定低高度障碍物距车辆的距离。

因此，在法律所允许的最大范围上，本发明的范围将由对所附权利要求及它们的等同物的最广泛的可允许的解释来确定，并且不应受到前文详细描述约束或限制。