一种具备高抗干扰性的超声波测距方法与测距装置

1.一种具备高抗干扰性的超声波测距方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)、首先，采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波；然后，对伪码频率调制后的正弦波进行电压放大；最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波，并开始计时；
2)、接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波：一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；滤波后的超声回波送入DSP进行A/D采样，整流比较后的二值信号作为中断信号送入DSP模块，使得DSP模块中的计时模块停止计时；
3)、对滤波后的超声回波送入DSP模块进行A/D采样，A/D采样后的超声回波进行FFT变换，得到回波信号的频谱分布图，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；
4)、当回波信号是对应原发射信号，则根据定时得到超声波传播时间，获得测量距离。
2.根据权利要求1所述的具备高抗干扰性的超声波测距方法，其特征在于，所述采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波，具体包括：
2.1、通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的第一伪码m1，且第一伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；
2.2、将第一伪码m1中的每一个bit位逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；
2.3、当第一伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当第一伪码位为‘1’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波；当驱动超声波换能器第一次发送超声波时，开始计时。
3.根据权利要求2所述的具备高抗干扰性的超声波测距方法，其特征在于，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调，具体包括：
3.1、鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；
3.2、根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的第二伪码m2；
3.3、将第二伪码m2与第一伪码m1进行相关计算，相关值等于1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。
4.根据权利要求1所述的具备高抗干扰性的超声波测距方法，其特征在于，所述A/D采样后的超声回波进行FFT变换，得到回波信号的频谱分布图，具体包括：
4.1、对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率；
4.2、对分组补零预处理后的超声回波进行FFT变换，得到回波信号的频谱分布图。
5.根据权利要求1所述的具备高抗干扰性的超声波测距方法，其特征在于，所述获得测量距离具体包括：
DSP模块中的定时计算模块得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：
d＝C*T0/2
其中，C为超声波在空气中的传播速度。
6.一种具备高抗干扰性的超声波测距装置，其特征在于，包括DSP模块、超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、以及电源模块；
其中，超声波发射模块，用于将来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波；然后，对伪码频率调制后的正弦波进行电压放大；最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波；
超声波接收模块，用于接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波，一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；
DSP模块包括伪码生成模块、A/D采样模块、FFT模块、鉴频解调模块、以及定时计算模块，其中，伪码生成模块用于产生伪码；A/D采样模块用于将滤波后的超声回波进行模拟/数字量转换；FFT模块用于将A/D采样后的超声回波进行FFT，得到回波信号的频谱分布图；鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；定时计算模块用于定时得到超声波传播时间，并根据超声波传播时间计算测量距离；
显示模块用于显示所计算的测量距离；
电源模块，用于为各个模块提供标准电源。
7.根据权利要求6所述的具备高抗干扰性的超声波测距装置，其特征在于，所述超声波发射模块具体用于，通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的伪码m1，且伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；然后，将伪码m1中的每一个bit位被逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；当伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当伪码位为‘1’时段，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波。
8.根据权利要求7所述的具备高抗干扰性的超声波测距装置，其特征在于，所述鉴频解调子模块具体用于，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；然后根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的伪码m2；最后，将m2与m1进行相关计算，当根据相关计算后的相关值等于1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。
9.根据权利要求6所述的具备高抗干扰性的超声波测距装置，其特征在于，所述FFT模块具体用于，首先，对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率；然后，对分组补零预处理后的超声回波进行FFT，得到回波信号的频谱分布图。
10.根据权利要求6所述的具备高抗干扰性的超声波测距装置，其特征在于，所述DSP模块中的定时计算模块用于得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：
d＝C*T0/2
其中，C为超声波在空气中的传播速度。

一种具备高抗干扰性的超声波测距方法与测距装置\n技术领域\n[0001] 本发明属于超声传感技术领域，特别涉及一种具备高抗干扰能的超声波传感器距离测量方法及相应装置。\n背景技术\n[0002] 超声波传感器测距工作原理简单，不受环境光线干扰，常常被选择作为移动机器人测距传感器。但常规超声波测距系统易受外界噪声声波干扰，特别是当多组超声波换能器并行工作时容易发生组间串扰，导致测距失效。因此针对噪声干扰和组间串扰，开发具有高抗干扰性能的超声波测距方法与装置具有实际应用价值。本发明就此提供一种具备高抗干扰性的超声波测距方法与测距装置，采用一种特殊的带有数据分组补零预处理的快速傅立叶变换技术，能够有效克服杂波干扰以及组间串扰的影响，实现实时准确的距离测量。\n发明内容\n[0003] 针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种具备高抗干扰性的超声波测距方法与测距装置。\n[0004] 为达到以上目的，本发明的技术方案为：\n[0005] 一种具备高抗干扰性的超声波测距方法，包括以下步骤:\n[0006] 1)、首先，采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波；然后，对伪码频率调制后的正弦波进行电压放大；\n最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波，并开始计时；\n[0007] 2)、接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波：一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；滤波后的超声回波送入DSP进行A/D采样，整流比较后的二值信号作为中断信号送入DSP模块，使得DSP模块中的计时模块停止计时；\n[0008] 3)、对滤波后的超声回波送入DSP模块进行A/D采样，A/D采样后的超声回波进行FFT变换，得到回波信号的频谱分布图，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；\n[0009] 4)、当回波信号是对应原发射信号，则根据定时得到超声波传播时间，获得测量距离。\n[0010] 所述采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制正弦波，具体包括：\n[0011] 2.1、通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的第一伪码m1，且第一伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；\n[0012] 2.2、将第一伪码m1中的每一个bit位逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；\n[0013] 2.3、当第一伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当第一伪码位为‘1’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波；当驱动超声波换能器第一次发送超声波时，开始计时。\n[0014] 鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调，具体包括：\n[0015] 3.1、鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；\n[0016] 3.2、根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的第二伪码m2；\n[0017] 3.3、将第二伪码m2与第一伪码m1进行相关计算，当根据相关计算后的相关值等于\n1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。\n[0018] 所述A/D采样后的超声回波进行FFT变换，得到回波信号的频谱分布图，具体包括：\n[0019] 4.1，对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率；\n[0020] 4.2，对分组补零预处理后的超声回波FFT变换，得到回波信号的频谱分布图。\n[0021] 所述获得测量距离具体包括：\n[0022] DSP模块中的定时计算模块得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：\n[0023] d＝C*T0/2\n[0024] 其中，C为超声波在空气中的传播速度。\n[0025] 一种具备高抗干扰性的超声波测距装置，包括DSP模块、超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、以及电源模块；\n[0026] 其中，超声波发射模块，用于将来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波；然后，对伪码频率调制后的正弦波进行电压放大；最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波；\n[0027] 超声波发接收模块，用于接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波，一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；\n[0028] DSP模块包括伪码生成模块、A/D采样模块、FFT模块、鉴频解调模块、以及定时计算模块，其中，伪码生成模块用于产生伪码；A/D采样模块用于将滤波后的超声回波进行模拟/数字量转换；FFT模块用于将A/D采样后的超声回波进行FFT，得到回波信号的频谱分布图；\n鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；定时计算模块用于定时得到超声波传播时间，并根据超声波传播时间计算测量距离；\n[0029] 显示模块用于显示所计算的测量距离；\n[0030] 电源模块，用于为各个模块提供标准电源。\n[0031] 所述超声波发射模块具体用于，通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的伪码m1，且伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；然后，将伪码m1中的每一个bit位被逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；当伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当伪码位为‘1’时段，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波。\n[0032] 所述鉴频解调子模块具体用于，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；然后根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的伪码m2；最后，将m2与m1进行相关计算，当根据相关计算后的相关值等于1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。\n[0033] 所述FFT模块具体用于，首先，对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率；然后，对分组补零预处理后的超声回波进行FFT，得到回波信号的频谱分布图。\n[0034] 所述DSP模块中的定时计算模块用于得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：\n[0035] d＝C*T0/2\n[0036] 其中，C为超声波在空气中的传播速度。\n[0037] 与现有技术比较，本发明的有益效果为：\n[0038] 本发明提供一种具备高抗干扰性的超声波测距方法与测距装置，通过伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生发射超声波发射，并对超声回波进行回波鉴频解调，实现了回波的识别，使得检测更加准确，另外，由于伪码具有良好的自、互相关特性，一般应用在扩频通信中，表现出良好的抗噪声干扰、抗相互串扰等性能，因此，能够克服超声波相互串扰问题，使得结果准确，进一步，由于采用一种分组补零FFT技术，使用少量的采样数据就可准确地解调出接收波，在保证频率分辨率的同时，缩短了对接收波的数据采集时间，大大改善了测距装置工作的实时性，为自主移动机器人实现准确快速测距定位提供了一种高效的解决方案。\n[0039] 进一步的，由于采用带有数据分组补零预处理的FFT技术，使用少量的采样数据就可准确地解调出接收波，以提高频谱图的视在分辨率。\n附图说明\n[0040] 图1是本发明超声波测距装置DSP工作流程图；\n[0041] 图2是本发明采样数据分组补零预处理图；\n[0042] 图3是本发明超声波测距装置功能模块结构示意图；\n[0043] 图4是本发明超声波测距装置超声波发射端功能结构示意图；\n[0044] 图5是本发明超声波测距装置超声波接收端功能结构示意图。\n具体实施方式：\n[0045] 下面结合附图对本发明做详细描述。\n[0046] 实施例1：\n[0047] 本发明公开了一种具备高抗干扰性的超声波测距方法，如图1所示，包括以下步骤:\n[0048] 1)、首先，采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生码频率调制正弦波；然后，对频率调制正弦波进行电压放大；最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波，并开始计时；\n[0049] 所述采用来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生伪码频率调制后的正弦波，具体包括：\n[0050] 1.1、通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的第一伪码m1，且第一伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1即为设定的伪码位发送保持周期，满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；\n[0051] 1.2、将第一伪码m1中的每一个bit位被逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；\n[0052] 1.3、当第一伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当第一伪码位为‘1’时段，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波；；当驱动超声波换能器第一次发送超声波时，开始计时。\n[0053] 2)、接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波：一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；滤波后的超声回波送入DSP进行A/D采样，整流比较后的二值信号作为中断信号送入DSP模块，使得DSP模块中的计时模块停止计时；\n[0054] 3)、对滤波后的超声回波送入DSP模块进行A/D采样，A/D采样后的超声回波进行分组补零后FFT，得到回波信号的频谱分布图，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；\n[0055] 如图2所示，所述A/D采样后的超声回波进行分组补零FFT变换，得到回波信号的频谱分布图，具体包括：\n[0056] 首先，对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期T1进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率；\n[0057] 然后，对分组补零预处理后的超声回波FFT变换，得到回波信号的频谱分布图。\n[0058] 鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调，具体包括：\n[0059] 2.1、鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；\n[0060] 2.2、根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的第二伪码m2；\n[0061] 2.3、将第二伪码m2与第一伪码m1进行相关计算，当根据相关计算后的相关值等于\n1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。\n[0062] 4)、当回波信号是对应原发射信号，则根据定时得到超声波传播时间，获得测量距离。所述获得测量距离具体包括：\n[0063] DSP模块中的定时计算模块得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：\n[0064] d＝C*T0/2\n[0065] 其中，C为超声波在空气中的传播速度。\n[0066] 实施例2：\n[0067] 如图3、4、5所示，本发明还公开了一种具备高抗干扰性的超声波测距装置，包括DSP模块、超声波发射模块、超声波接收模块、显示模块、以及电源模块；\n[0068] 其中，超声波发射模块，用于将来自DSP模块的第一伪码对正弦波发生器产生的正弦波信号进行频率调制，产生频率调制正弦波；然后，对伪码频率调制后的正弦波进行电压放大；最后，经发送端超声波换能器将电压放大后的正弦波发出，产生发射超声波；\n[0069] 超声波发接收模块，用于接收经过反射后的超声回波，并将所述超声回波隔直放大后分为二路超声回波，一路超声回波进行滤波，另一路超声回波进行整流比较；\n[0070] DSP模块包括伪码生成模块、A/D采样模块、FFT变换模块、鉴频解调模块、以及定时计算模块，其中，伪码生成模块用于产生伪码；A/D采样模块用于将滤波后的超声回波进行模拟/数字量转换；FFT变换模块用于将A/D采样后的超声回波进行分组补零FFT变换，得到回波信号的频谱分布图；鉴频解调子模块基于该频谱分布图，获得回波频率对应的第二伪码，并将第二伪码与第一伪码进行相关计算，判断超声回波与发射超声波的对应关系，实现超声波回波鉴频解调；定时计算模块用于定时得到超声波传播时间，并根据超声波传播时间计算测量距离；\n[0071] 显示模块用于显示所计算的测量距离；\n[0072] 电源模块，用于为各个模块提供标准电源。\n[0073] 所述超声波发射模块具体用于，通过DSP模块中的伪码生成模块产生长度为l的伪码m1，且伪码中每一个bit位的最小保持时间为T1，T1满足测距装置实时性以及鉴频解调子模块中频率分辨率的要求；然后，将伪码m1中的每一个bit位被逐位送到超声波发射模块，每位发送保持最小时间T1；当伪码位为‘0’时段时，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f1的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f1的超声波；当伪码位为‘1’时段，超声波发射模块中的正弦波发生器发射频率为f2的正弦波，经过放大后，驱动超声波换能器发出频率为f2的超声波。\n[0074] 所述鉴频解调子模块具体用于，鉴频解调子模块基于该频谱分布图，鉴别出频率为f1的超声波与频率为f2的超声波；然后根据所鉴别出的超声波频率获得超声回波频率对应的伪码m2；最后，将m2与m1进行相关计算，当根据相关计算后的相关值等于1，则超声回波为发射超声波，否则不是发射超声波。\n[0075] 所述FFT变换模块具体用于，首先，对A/D采样后的超声回波根据设定的伪码位发送保持周期T1进行分组补零预处理，以提高频谱图的视在分辨率，如图2所示；然后，对分组补零预处理后的超声回波FFT变换，得到回波信号的频谱分布图。\n[0076] 所述DSP模块中的定时计算模块用于得到超声波的传播时间T0，并计算测量距离d：\n[0077] d＝C*T0/2\n[0078] 其中，C为超声波在空气中的传播速度。\n[0079] 实施例3：\n[0080] 超声波发射、接收两模块中的超声波换能器分别选用压电超声波传感器TCT40－\n16T和TCT40－16R，两者中心频率40.0±1.0kHz，声压≥114db，灵敏度≤-68db，波束角60°,电容量2500pF，工作温度-20～70℃。两模块并排布置在测距装置的同一端。\n[0081] 超声波发射模块实现15Vp-p的伪码频率调制正弦波超声波输出。鉴于换能器中心频率约为40kHz，选择f1＝42kHz和f2＝38kHz为发射声波调制频率。正弦波发生器选用单片集成函数发生器XR2206，在DSP输出的伪码码位控制下能产生高稳定度高精度的频率调制正弦波信号。电压放大采用高精密低噪声快速放大器OP-27，其±15V输出级具有很好的负载驱动能力。\n[0082] 超声波接收模块采用一个0.1uf的电容隔直，采用级联的二级OP-27，实现放大倍数1～200倍可调。经过二级放大后，可得到大约3Vp-p的超声波回波信号。带通滤波电路由电阻电容(RC)分立器件搭建。整流比较采用二极管1N4007和非门芯片7404搭建，实现0～\n3.3V方波信号输出。\n[0083] DSP模块采用TI公司的DSP芯片TMS320F28335，为32位高性能浮点DSP，片内资源丰富,包括ADC、定时器、外设中断、GPIO等，可实现多点FFT。\n[0084] 数码管显示模块接收DSP中定时计算子模块输出的距离，并显示输出。\n[0085] 电池功能模块采用标准锂电池。\n[0086] 所述装置的主要工作流程如图4所示，包括如下步骤：\n[0087] (1)上电初始化。完成DSP中断优先级、ADC寄存器、定时器的设置。\n[0088] (2)查表编程生成m1并保存。首先，选定伪码长度l,尽可能选短，以提高测距装置的实时性。然后，查找常用本原多项式表，确定本原多项式系数。进而，构建线性反馈移位寄存器结构，给定非零初始值，运算得到期望的m1并保存。\n[0089] (3)判断外部中断1是否发生。外部中断1用来实现整个测距装置开始工作的使能触发。当外部中断1发生时装置开始工作。一方面，伪码生成子模块向超声波发射模块开始逐位送出m1，每位保持最小时间T1，以保证接收端能够采集到足够的点，实现准确鉴频解调。\nT1由内部定时器1完成。伪码每开始送出一位，定时器1开始定时，T1定时到，伪码发送下一位，然后定时器1重新开始定时，如此反复，直到发送完m1所有l个位。另一方面，开始发送伪码m1的同时，定时计算子模块启动定时器0，定时器0完成对超声波传播时间T0的测量。\n[0090] (4)判断外部中断2是否发生。外部中断2判定接收端换能器是否接收到超声波回波。\n[0091] a)当接收端换能器接收到回波信号时，触发外部中断2。外部中断2停止定时器0的定时，并同时触发A/D采样子模块开始对回波信号采样。进而依次通过FFT子模块、鉴频解调子模块实现鉴频解调。\n[0092] 综合测距装置实时性与鉴频解调子模块频率分辨率两方面需求，以及TMS320F28335内部ADC模块性能约束，本发明选择DSP采样速率为100kHz，伪码长度l为7，每位最小保持时间T1为100us，从而伪码的每位保持期间能够发送4个同频率正弦波，被采集样本点7至9个。整个伪码发送周期内共采集56个样本点，分为7组，每组8个。为提高频谱图的频率视在分辨率，如图2所示，在FFT子模块中，对每组后补8个零，这样每组就扩充为16点。对每一组做16点的FFT，共作7次16点FFT。\n[0093] 鉴频解调子模块对7个频谱图逐个寻找谱线峰值点对应的频率，从而鉴出该组样本点的调制频率fi',i＝1,2。这样得到了伪码m2。求伪码m2与伪码m1的相关函数值，如果结果为1，则伪码解调结果为真，即接收到的超声波回波就是发射端发射的超声波，转入定时计算子模块，否则转入下次测量循环。\n[0094] 定时计算子模块算出超声波传播距离，最后发送到数码管显示模块，完成距离显示。\n[0095] b)若定时器0达到最大计时，中断2未发生，则数码管显示最大可测距离。\n[0096] (5)判断是否关机，是，则关机结束；否，则转入下次测量循环。\n[0097] 2)实施效果\n[0098] 超声波测距装置10米内误差精度不超过0.03％，能够克服超声波相互串扰问题，并且由于采用一种特殊的带有数据分组补零预处理的FFT技术，使用少量的采样数据就可准确地解调出接收波，在保证频率分辨率的同时，缩短了对接收波的数据采集时间，大大改善了测距装置工作的实时性，为自主移动机器人实现准确快速测距定位提供了一种高效的解决方案。