mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Varie soluzioni conosciute nella tecnica impiegano un numero fisso di impulsi (cicli).
Various solutions to this problem known in the art exploit a fixed number of pluses (cycles).
Questo può comportare una ridotta precisione e spreco di energia, rendendo perciò il sistema inefficiente.
This may result in low accuracy and a waste of energy, thus making the system inefficient.
La ridotta precisione può essere dovuta alla saturazione del ricevitore front-end (analogico) per es. in caso di misurazione a basso raggio.
Low accuracy may be due to saturation of the (analog) front-end receiver e.g. in near field measurement.
Inoltre una trasmissione ad alta energia potrebbe causare degli echi spuri di oggetti che non sono l’obiettivo e questo effetto può risultare di nuovo in una ridotta precisione.
Also, high energy transmission may cause spurious echoes from non-target objects and this effect may again result in low accuracy.
Mentre un segnale con un numero fisso di impulsi può non essere sufficientemente forte da essere riflesso e ricevuto (così da comportare una perdita di informazione), l’uso non necessario di un maggior numero di impulsi di pilotaggio rispetto a quelli effettivamente richiesti perché un segnale di eco venga ricevuto può comportare spreco di energia.
While a signal with a fixed number of pulses may not be strong enough to be reflected and received (so that loss of information may result), the unnecessary use of a higher number of driving pulses with respect to those actually needed for an echo signal to be received may result in energy being wasted.
Scopo e sintesi Nonostante l’estesa attività in tale area, è ancora avvertita l’esigenza di soluzioni migliorate, con per es. più alta accuratezza e/o minor perdita di energia.
Despite the extensive activity in that area, a demand is still felt for improved solutions, with e.g. higher accuracy and/or lower energy loss.
Uno scopo di una o più forme di attuazione è quello di contribuire a rispondere a una tale esigenza.
An object of one or more embodiments is to contribute in meeting such a demand.
Secondo una o più forme di attuazione, tale scopo può essere raggiunto grazie a un procedimento che ha le caratteristiche elencate nelle rivendicazioni che seguono.
According to one or more embodiments, that object may be achieved by means of a method having the features set forth in the claims that follow.
Una o più forme di attuazione possono anche riguardare un’apparecchiatura corrispondente (per es. rilevatore di ostacoli).
One or more embodiments may also relate to a corresponding apparatus (e.g. obstacle detector).
Le rivendicazioni sono una parte integrante della presentazione tecnica di forme di attuazione come fornite qui.
The claims are an integral part of the technical disclosure of embodiments as provided herein.
Una o più forme di attuazione possono adottare, invece di un numero fisso di impulsi, un numero variabile di impulsi, per es. sulla base di un approccio “prova e regola” così da facilitare l’identificazione di un livello di energia adatto per un certa situazione di funzionamento in questione.
One or more embodiments may adopt, instead of a fixed number of pulses, a variable number of pulses, e.g. based on a "try and adjust" approach thus facilitating finding a signal energy level adapted to a certain operating situation in question.
In una o più forme di attuazione, un sistema di misura (per es. un microcontrollore) può iniziare a pilotare un trasmettitore (per es. un trasduttore piezo) con un numero iniziale preimpostato di impulsi (per es. un’onda quadra con tre cicli) che si può eventualmente aumentare.
In one or more embodiments, a measurement system (e.g. a microcontroller) may start driving a transmitter (e.g. a piezo transducer) with a fixed starting number of pulses (e.g. a square wave with 3 cycles) which may be possibly increased.
In una o più forme di attuazione, un tale valore iniziale può essere programmabile da utente.
In one or more embodiments, such a starting value may be user programmable.
In una o più forme di attuazione, se si riceve un segnale di eco e si considera “valido” questo segnale di eco, per es. se raggiunge un certo valore di soglia, si può calcolare la distanza dall’obiettivo (per es. un ostacolo).
In one or more embodiments, if an echo signal is received and this echo signal is held to be a "valid" one, e.g. reaching a certain threshold value, the distance to the target (e.g. an obstacle) may be calculated.
In una o più forme di attuazione, se un segnale di eco corrispondente non riesce a raggiungere il ricevitore (oppure viene ricevuto un segnale di eco troppo debole per raggiungere una soglia di validità), si invia un nuovo segnale che comprende un numero di impulsi che è più alto del precedente.
In one or more embodiments, if a corresponding echo signal fails to reach the receiver (or an echo signal is received which is too weak to reach a threshold for validity), a new signal is sent including a number of pulses which is higher than the previous one.
In una o più forme di attuazione, si può avere una (ri)trasmissione con un numero di impulsi aumentato (per es. con incrementi a gradino) fino a quando si riceve un segnale di eco valido.
In one or more embodiments, (re)transmission with an increased number of pulses (e.g. with step-wise increments) may take place until a valid echo signal is received.
In una o più forme di attuazione, la ritrasmissione con un numero aumentato di impulsi può essere interrotta a seguito del raggiungimento di un limite superiore di numero di impulsi (o di energia).
In one or more embodiments, retransmission with increased numbers of pulses may be discontinued as a result of an upper limit for the number of pulses (or energy) being reached.
In una o più forme di attuazione, detto limite superiore può essere programmabile da utente.
In one or more embodiments, said upper limit can be user programmable.
Breve descrizione delle varie viste dei disegni Una o più forme di attuazione saranno ora descritte, a puro titolo di esempio, con riferimento alle figure annesse, in cui: - la Figura 1 è uno schema a blocchi esemplificativo di un possibile contesto di utilizzo di una o più forme di attuazione; - la Figura 2 è uno schema a blocchi esemplificativo di una o più forme di attuazione; - la Figura 3 è un diagramma di flusso esemplificativo di possibile funzionamento di una o più forme di attuazione; e - la Figura 4, che comprende tre porzioni, chiamate rispettivamente a), b) e c), è esemplificativa di un possibile andamento nel tempo dei segnali in una o più forme di attuazione.
One or more embodiments will now be described, by way of example only, with reference to the annexed figures, wherein:Figure 1 is a block diagram exemplary of a possible context of use of one or more embodiments;Figure 2 is a block diagram exemplary of one or more embodiments;Figure 3 is a flow chart exemplary of possible operation of one or more embodiments; andFigures 4, including three portions, designated a), b) and c), respectively, is exemplary of a possible time behavior of signals in one or more embodiments.
Descrizione dettagliata Nella descrizione che segue, sono illustrati uno o più dettagli specifici, allo scopo di fornire una comprensione approfondita degli esempi delle forme di attuazione di questa descrizione.
In the ensuing description, one or more specific details are illustrated, aimed at providing an in-depth understanding of examples of embodiments of this description.
Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o più dei dettagli specifici o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, operazioni, materiali o strutture note non sono illustrate o descritte in dettaglio in modo tale che certi aspetti delle forme di attuazione non saranno resi poco chiari.
The embodiments may be obtained without one or more of the specific details, or with other methods, components, materials, etc. In other cases, known structures, materials, or operations are not illustrated or described in detail so that certain aspects of embodiments will not be obscured.
Un riferimento a “una forma di attuazione” nel quadro della presente descrizione intende indicare che una particolare configurazione, struttura, caratteristica descritta con riferimento alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione.
Reference to "an embodiment" or "one embodiment" in the framework of the present description is intended to indicate that a particular configuration, structure, or characteristic described in relation to the embodiment is comprised in at least one embodiment.
Per cui, le frasi come “in una forma di attuazione” che possono essere presenti in uno o più punti della presente descrizione non fanno necessariamente riferimento proprio alla stessa forma di attuazione.
Hence, phrases such as "in an embodiment" or "in one embodiment" that may be present in one or more points of the present description do not necessarily refer to one and the same embodiment.
Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in un modo adeguato qualsiasi in una o più forme di attuazione.
Moreover, particular conformations, structures, or characteristics may be combined in any adequate way in one or more embodiments.
I riferimenti qui utilizzati sono forniti semplicemente per convenienza e quindi non definiscono l’ambito di protezione o la portata delle forme di attuazione.
The references used herein are provided merely for convenience and hence do not define the extent of protection or the scope of the embodiments.
Nella Figura 1, il numero di riferimento 10 descrive un’apparecchiatura che comprende un sistema di misurazione della distanza 100, un trasmettitore TX e un ricevitore RX.
In Figure 1, reference number 10 describes apparatus including a distance measuring system 100, a transmitter TX and a receiver RX.
Tale apparecchiatura può essere usata per es. per rilevare la presenza e misurare la distanza D dell’apparecchiatura 10 da un oggetto “obiettivo”, per es. un ostacolo O. In una o più forme di attuazione, il trasmettitore TX e il ricevitore RX possono comprendere uno o più trasduttori di trasmissione e ricezione per es. di tipo piezoelettrico.
Such apparatus may be used e.g. for detecting the presence and measuring the distance D from apparatus 10 to a "target" object, e.g. an obstacle O. In one or more embodiments the transmitter TX and the receiver RX may include transmission/reception transducer(s) e.g. of the piezoelectric type.
In una o più forme di attuazione, il trasmettitore TX e il ricevitore RX possono comprendere due trasduttori di trasmissione e ricezione distinti.
In one or more embodiments, the transmitter TX and the receiver RX may include distinct transmission and reception transducers.
In una o più forme di attuazione, il trasmettitore TX e il ricevitore RX possono condividere un trasduttore comune di ricezione/trasmissione.
In one or more embodiments, the transmitter TX and the receiver RX may share a common transmission/reception transducer.
Nel funzionamento di una soluzione come esemplificata in Figura 1, si può pilotare il trasduttore (elettroacustico) nel trasmettitore TX con un segnale di trasmissione TS (per es. come prodotto dal sistema 100) per generare un’onda acustica (per es. ultrasonica) trasmessa TW.
In operation of an arrangement as exemplified in Figure 1, the (electro-acoustical) transducer in the transmitter TX may be driven by means of a transmission signal TS (e.g. as produced by the system 100) to generate a transmitted acoustic (e.g. ultrasonic) wave TW.
L’onda acustica può colpire l’oggetto O ed essere riflessa come onda di “eco” EW che torna indietro verso il ricevitore RX.
The acoustic wave may impinge on the object O and be reflected as an "echo" wave EW travelling back to the receiver RX.
Il trasduttore (acustico-elettrico) del ricevitore TX trasduce l’onda acustica EW in un segnale di eco elettrico ES da mandare nel sistema 100, Come discusso in precedenza, il tempo di volo totale, TOF, che è il tempo impiegato dall’onda acustica per lasciare il trasduttore TX ed essere rilevata dal trasduttore RX, può permettere di calcolare la distanza D. Salvo per quanto discusso in dettaglio di seguito, la struttura e il funzionamento dell’apparecchiatura 10 come esemplificato in Figura 1 sono noti nella tecnica, il che rende quindi superfluo fornire una descrizione più dettagliata in questa sede.
As discussed previously, the total time of flight, TOF, that is the time taken by the acoustic wave to leave the transducer TX and be detected by the transducer RX may permit to calculate the distance D. Save for what is discussed in detail in the following, the structure and operation of apparatus 10 as exemplified in Figure 1 are known in the art, thus making it unnecessary to provide a more detailed description herein.
In una o più forme di attuazione, il funzionamento del sistema 100 può comprendere un confronto tra segnali ricevuti e una certa soglia T (vedere per esempio la Figura 4, che verrà discussa in seguito).
In one or more embodiments, operation of the system 100 may involve comparison of received signals against a certain threshold T (see e.g. Figure 4, to be discussed in the following).
In una o più forme di attuazione, l’elaborazione per generare una misura della distanza D può di fatto essere eseguita (solo) se si riceve un segnale di eco ES abbastanza forte.
In one or more embodiments, processing to generate a measurement of the distance D may in fact be performed (only) if an echo signal ES of sufficient strength is received.
Questo genere di funzionamento può permettere per es. la reiezione di segnali spuri di varia natura (per es. rumore) e/o di evitare di iniziare senza necessità l’elaborazione quando non si riceve un vero e proprio segnale di eco e/o quando un segnale di eco ricevuto è troppo debole per permettere un calcolo della distanza accurato/affidabile.
This kind of operation may permit e.g. to reject spurious signals of various types (e.g. noise) and/or to avoid processing being activated unnecessarily when no echo signal proper is received and /or when an echo signal received is too weak to permit accurate/reliable distance calculation.
In una o più forme di attuazione, il sistema 100 può essere configurato per svolgere diversi compiti, comprendenti per esempio: - selezionare un numero (per es. selezionabile da utente) di impulsi (per es. cicli di un’onda quadra) per un segnale TS da trasmettere con il trasmettitore TX, pilotando il trasduttore (per es. piezoelettrico) del trasmettitore TX per generare una rispettiva onda acustica TW, - rilevare (per es. aspettando un periodo di tempo fissato) segnali di eco ES ottenibili dal trasduttore (per es. piezoelettrico) del ricevitore RX convertendo un’onda di eco ricevuta.
In one or more embodiments, the system 100 may be configured to perform different tasks, including e.g.:selecting a (e.g. user selectable) number of pulses (e.g. cycles of a square wave) in a signal TS to be transmitted by the transmitter TX, by driving the (e.g. piezoelectric) transducer in the transmitter TX to generate a respective acoustic wave TW,detecting (e.g. waiting a fixed time) echo signals ES as obtainable by the (e.g. piezoelectric) transducer in the receiver RX by converting a received echo wave EW.
In una o più forme di attuazione, il sistema 100 può essere configurato per operare in modo tale che: - i) se viene rilevato un segnale di eco ES valido (per es. che raggiunge una soglia T), si calcola la distanza D dall’oggetto O, o - ii) se nessun segnale di eco valido ES viene rilevato (per es. non viene rilevato alcun segnale oppure un segnale rilevato non riesce a raggiungere la soglia T) si trasmette un “nuovo” segnale TS in cui rispetto alla trasmissione precedente il numero di impulsi viene incrementato (per es. con passi unitari).
In one or more embodiments, the system 100 may be configured to operate in such a way that:i) if a valid echo signal ES (e.g. reaching the threshold T) is detected, the distance D from the object O is calculated, orii) if no valid echo signal ES is detected (e.g. no signal at all is detected or a detected signal fails to reach the threshold T) a "new" signal TS is transmitted wherein the number of pulses is increased (e.g. by a unitary step) with respect to the previous transmission.
In una o più forme di attuazione, si può ripetere il funzionamento come discusso sopra incrementando per passi (per es. con passi unitari) il numero di impulsi ad ogni ri-trasmissione finché si riceve un segnale di eco valido.
In one or more embodiments, operation as discussed above may be repeated by step-wise increasing (e.g. by unitary steps) the number of pulses at each retransmission until a valid echo signal is received.
In una o più forme di attuazione, si può fissare un limite superiore per il numero di ri-trasmissioni (per es. a un valore selezionabile da utente) ed interrompere la ritrasmissione con un numero di impulsi gradualmente aumentato nel caso tale limite superiore venga raggiunto.
In one or more embodiments, an upper limit for the number of re-transmissions may be set (e.g. at a user selectable value) and re-transmission with a gradually increased number of pulses discontinued as a result of that upper limit being reached.
In Figura 2, uno schema a blocchi esemplificativo di un sistema 100 è mostrato insieme a un trasmettitore TX e ad un ricevitore RX.
In Figure 2, an exemplary block diagram of a system 100 is shown together with a transmitter TX and a receiver RX.
Per esempio – e solo a titolo di esempio – in una o più forme di attuazione, il sistema 100 può essere alimentato da una batteria 101 (per es. una batteria LiPo con una capacità di 250mAh con due celle = 8.4V), che alimenta un convertitore DC-DC 102 e un (micro)controllore 103 (per es. STM32F334 disponibile nella compagnia del gruppo STMicroelectronics).
For instance - and merely by way of example - in one or more embodiments, the system 100 may be supplied by a battery 101 (e.g. a LiPo battery with A capacity of 250 mAh with two cells=8.4V), which supplies a DC-DC converter 102 and a (micro)controller 103 (e.g. as STM32F334 available with the companies of the STMicroelectronics group).
Il convertitore DC-DC 102 può essere abilitato (per es. attraverso un segnale EN) da un microcontrollore 103 e può essere usato per “magnificare” la tensione di batteria per pilotare il trasduttore/i per es. piezoelettrico del trasmettitore TX e del ricevitore RX.
The DC-DC converter 102 may be enabled (e.g. via a signal EN) by the microcontroller 103 and may be used to "magnify" the battery voltage to drive the e.g. piezo-electric transducer(s) of the transmitter TX and the receiver RX.
In una o più forme di attuazione, si può accoppiare il microcontrollore 103 (per es. con un’interfaccia seriale) a un driver di trasduttore 104 (per es. un piezo driver ultrasonico).
In one or more embodiments, the microcontroller 103 may be coupled (e.g. via a serial interface) to a transducer driver 104 (e.g. an ultrasonic piezo driver).
Un tale accoppiamento può comprendere: - mandare con il microcontrollore 103 al driver 104 un segnale di pilotaggio digitale DDS per produrre una trasmissione di un’onda di trasmissione TW con un trasmettitore TX, - ricevere da parte del driver 104 sul microcontrollore 103 un segnale di eco (per es. condizionato) CES che può corrispondere a un’onda di eco EW ricevuta sul ricevitore RX.
Such coupling may include:the microcontroller 103 sending to the driver 104 a digital driving signal DDS to produce transmission of a transmission wave TW from the transmitter TX,the microcontroller 103 receiving from the driver 104 an (e.g. conditioned) echo signal CES which may correspond to an echo wave EW received at the receiver RX.
In una o più forme di attuazione, il degnale DDS può comprendere informazioni sul numero di cicli (impulsi), sulla frequenza di pilotaggio del piezoattuatore e su un comando di inizio.
In one or more embodiments, the signal DDS may include information on the number of cycles (pulses), the piezo driving frequency and a start command.
In una o più forme di attuazione, il comando di inizio può anche abilitare un timer TOF e un timer per il time-out.
In one or more embodiments, the start command may enable also a TOF timer and a timeout timer.
In una o più forme di attuazione, il driver di trasduttore 104 può ricevere una tensione magnificata HV dal convertitore DC-DC 102 e usarla per pilotare il trasduttore trasmettente con un segnale di trasmissione TS.
In one or more embodiments, the transducer driver 104 may receive a magnified voltage HV from the DC-DC converter 102 and use it to drive the transmitter transducer with a transmission signal TS.
In una o più forme di attuazione, il driver di trasduttore 104 può essere configurato anche per ricevere un segnale di eco ES dal trasduttore ricevitore e per generare (per es. con un front-end analogico embedded) un segnale di eco condizionato CES da passare al microcontrollore 103.
In one or more embodiments, the transducer driver 104 may also be configured to receive an echo signal ES from the receiver transducer and create (e.g. with an embedded analogue front-end) a conditioned echo signal CES to be fed to the microcontroller 103.
In una o più forme di attuazione il microcontrollore 103 può avere un comparatore analogico embedded usato per rilevare il segnale di eco condizionato CES.
In one or more embodiments the microcontroller 103 may have an embedded analogue comparator used to detect the conditioned echo signal CES.
In una o più forme di attuazione, il microcontrollore 103 può dunque essere configurato per fare – come discusso in precedenza – un confronto tra il segnale CES e una soglia T. In una o più forme di attuazione, tale confronto può rivelare che è presente un segnale di “eco” valido per calcolare la distanza D dall’oggetto.
In one or more embodiments, the microcontroller 103 may thus be configured to perform - as discussed previously - comparison of the signal CES against a threshold T. In one or more embodiments, such comparison may reveal that a "valid" echo signal is available for calculating the distance D to the object.
In una o più forme di attuazione, tale confronto può altresì rivelare quelle situazioni in cui – per es. entro un certo time-out dalla trasmissione – nessun segnale di eco “valido” ha raggiunto il driver di trasduttore 104, per cui può aver luogo la ritrasmissione con un numero aumentato di impulsi come esemplificato in precedenza.
In one or more embodiments, such comparison may likewise reveal those situations where - e.g. within a certain timeout from transmission - no "valid" echo signal has reached the transducer driver 104, so that re-transmission with an increased number of pulses may take place as exemplified previously.
In una o più forme di attuazione, il time-out può essere programmabile da utente.
In one or more embodiments, the timeout may be user programmable.
Il diagramma di flusso della Figura 3 è esemplificativo di un possibile funzionamento di un sistema 100 come discusso in precedenza.
The flow chart of Figure 3 is exemplary of possible operation of a system 100 as discussed previously.
Dopo aver avviato il sistema (START), in un passo 1000 si può pilotare un trasduttore trasmittente con una pluralità di N impulsi a una frequenza selezionata (per es. frequenza naturale di risonanza del cristallo piezo).
After beginning (START) operation in a step 1000 a transmitter transducer may be driven with a plurality of N pulses at a selected frequency (e.g. natural resonant frequency of the piezo crystal.
In una o più forme di attuazione il numero N di impulsi può essere inizialmente fissato a un valore iniziare (per es. selezionabile da utente) Min, per es. N=Min.
In one or more embodiments the number N of pulses may be first set to a (e.g. user selectable) starting value Min, e.g. N = Min.
In un passo 1001 si può far partire un contatore TOF (tempo di volo).
In a step 1001 a TOF (time of flight) counter may be started (e.g. after resetting).
In un passo 1002 si può aspettare un segnale di eco (per es. fino a un certo time-out).
In a step 1002 an echo signal may be waited for (e.g. until a certain time out).