CN113267768A - 一种探测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种探测方法和装置，应用于智能驾驶技术领域。所述方法适用于移动状态的探测装置，根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射；调整回波阈值序列，回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值的序列。本申请根据接收到的回波信号，判断超声波雷达的探测信号是否存在地面反射，然后调整回波阈值序列，从而提高探测准确率。

Description

一种探测方法和装置
技术领域
本发明涉及智能驾驶技术领域，尤其涉及一种探测方法和装置。
背景技术
随着人工智能的发展，越来越多的产品开始朝着网联化、智能化、无人化方向发展，尤其是汽车行业，汽车已经重新被定义为智能移动终端，从机械产品转向电子产品。
针对智能驾驶汽车来讲，超声波传感器是用于泊车感知的常见传感器，目前在倒车报警、全自动泊车中被广泛使用。这些使用场景都有人参与驾驶或对车辆进行实时监控，因而对超声波的要求并不高。后续随着泊车自动化程度越来越高，人类司机将完全不参与驾驶过程，那么现有的超声波传感器信号处理技术就满足不了高可靠性的要求。
发明内容
本申请实施例提供一种探测方法和装置，用于根据接收到的回波信号，判断超声波雷达的探测信号是否存在照地现象，然后调整回波阈值序列，从而提高探测准确性。
第一方面，提供一种探测方法，所述方法适用于移动状态的探测装置，包括：根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数；调整回波阈值序列，所述回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值的序列。
本发明中，通过接收多个帧的回波信号后，通过判断连续多个帧的回波信号对应的电信号值，来确定探测信号是否存在照地现象，如果确定有，则调整回波阈值序列，从而提高探测装置的探测准确性。
其中，如果相邻多个帧中的相同时刻的电信号数值完全相同，则表明由于出现“照地干扰”情况导致产生回波，为了避免“照地干扰”情况导致出现的误报，将当前帧中接收到的电信号值设置为阈值序列，来判断在安全距离内是否有障碍物；如果相邻多个帧中的相同时刻的电信号数值部分相同，此时在安全距离内有障碍物，也有“照地干扰”情况，则将阈值序列中与相同电信号值对应的时间上的电信号值，替换为当前帧中与其它多个帧在相同时刻的电信号值相同的电信号值；如果相邻多个帧中的相同时刻的电信号数值完全不同，此时在安全距离内只有障碍物。
该方法可以由探测装置执行，探测装置例如为探测设备或能够支持探测设备实现该方法所需的功能的装置，例如芯片***。示例性地，所述探测设备为雷达，例如超声波雷达或其他雷达，那么探测装置可以是雷达，或者可以是设置在雷达中的能够支持雷达实现该方法所需的功能的装置，例如芯片***，或其他功能模块。
在一种实施方式中，所述方法还包括：所述地面反射是根据行驶信息和所述回波信号确定的，所述行驶信息包括所述探测装置在移动时的移动速度信息和方向信息。
本发明中，通过根据移动速度信息、方向信息以及多个帧的回波信号，确定超声波雷达的探测信号是否存在照地现象，从而保证检测到的照地现象是在目标车辆移动过程中，而非在静止状态，从而提高准确性。
在一种实施方式中，所述根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，包括：根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在连续稳定回波信号，所述稳定回波满足第一帧中T时刻的电信号值与第二帧中T时刻的电信号值相同，所述第一帧和所述第二帧为所述N个帧中的任一帧，所述T时刻为帧中的任一时刻。
在一种实施方式中，所述调整回波阈值序列，包括：将所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定为所述回波阈值序列，所述回波阈值序列是根据所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定的。
在一种实施方式中，所述方法还包括：向超声波单元发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述回波阈值序列。
本发明中，通过向超声波雷达发送指示信息后，让超声波雷达在接收到回波信号后，主动过滤掉低于回波阈值序列的电信号，将符合要求的电信号值发送给探测装置，从而减少探测装置的计算负担。
在一种实施方式中，所述根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射之前，包括：确定所述连续N个帧的电信号值大于第一阈值，所述第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。
在本发明中，由于空气中的环境噪声的存在，所以超声波雷达不可避免的会接收到环境中噪音信号，因此一般需要一个较小的阈值来过滤底噪，从而提高准确度。
在一种实施方式中，所述N是根据所述探测装置的移动速度确定的。
在本发明中，需要根据目标车辆行驶速度来决定进行比对电信号值的帧数量，如果速度过快，进行比对的帧数量就比较少；如果速度过慢，进行比对的帧数量就比较多。这样灵活获取帧的数量，从而减少探测装置的计算负担。
第二方面，提供一种探测装置，例如该探测装置为如前所述的探测装置。所述探测装置用于执行上述第一方面或任一可能的实施方式中的方法。具体地，所述探测装置可以包括用于执行第一方面或任一可能的实施方式中的方法的模块，例如包括通信单元和处理单元。示例性地，所述探测装置为探测设备，或者为设置在探测设备中的芯片***或其他部件。示例性地，所述探测设备为雷达。其中，所述通信单元，用于接收回波信号；所述处理单元，用于根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数；和调整回波阈值序列，所述回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值序列。
在本发明中，探测装置通过接收多个帧的回波信号后，然后通过判断连续多个帧的回波信号对应的电信号值，来确定探测信号是否存在照地现象，如果确定有，则调整回波阈值序列，从而提高探测装置的探测准确性。
在一种实施方式中，所述处理单元，还用于根据行驶信息和所述回波信号确定所述地面反射，所述行驶信息包括所述探测装置在移动时的移动速度信息和方向信息。
在一种实施方式中，所述处理单元具体用于，根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在连续稳定回波信号，所述稳定回波满足第一帧中T时刻的电信号值与第二帧中T时刻的电信号值相同，所述第一帧和所述第二帧为所述N个帧中的任一帧，所述T时刻为帧中的任一时刻。
在一种实施方式中，所述处理单元具体用于，将所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定为所述回波阈值序列，所述回波阈值序列是根据所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定的。
在一种实施方式中，所述处理单元具体用于，向超声波单元发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述回波阈值序列。
在一种实施方式中，所述处理单元具体用于，确定所述连续N个帧的电信号值大于第一阈值，所述第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。
在一种实施方式中，所述N时根据所述探测装置的移动速度确定的。
第三方面，提供一种探测装置，该探测装置例如为如前所述的探测装置。该探测装置包括处理器和通信接口，例如处理器可实现如第二方面所述的处理单元的功能，通信接口可实现如第二方面所述的通信单元的功能。可选的，该探测装置还可以包括存储器，用于存储计算机指令。处理器、通信接口和存储器相互耦合，用于实现上述第一方面或各种可能的实施方式所描述的方法。或者，探测装置也可以不包括存储器，存储器可以位于探测装置外部。例如，当处理器执行所述存储器存储的计算机指令时，使探测装置执行上述第一方面或任意一种实施方式中中的方法。示例性地，所述探测装置为探测设备，或者为设置在探测设备中的芯片***或其他部件。示例性的，所述探测设备为雷达。
其中，如果探测装置为探测设备，通信接口例如通过所述探测设备中的收发器(或者，发送器和接收器)实现，例如所述收发器通过所述探测设备中的天线、馈线和编解码器等实现。或者，如果探测装置为设置在探测设备中的芯片，那么通信接口例如为芯片的输入/输出接口，例如输入/输出管脚等，该通信接口与探测设备中的射频收发组件连接，以通过射频收发组件实现信息的收发。
在一种实施方式中，由雷达装置和探测装置共同实现第一方面或各种可选的实施方式所提供的方法。所述探测装置为设置在雷达装置之外的处理器，或者也可以是设置在雷达装置内的处理器，例如中央处理器等。具体的，雷达装置用于执行上述探测器或采集模块所执行的内容，探测装置用于执行上述处理器或处理模块所执行的内容，也就是说本申请提供的方法可以由雷达装置和探测装置共同实现。
第四方面，提供一种探测***，该探测***包括第二方面所述的探测装置或第三方面所述的探测装置。
第五方面，提供一种智能车，所述智能车包括第二方面所述的探测装置或第三方面所述的探测装置。或者，所述智能车为第二方面所述的探测装置或第三方面所述的探测装置。
第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面或一种实施方式中所述的方法。
第七方面，提供一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述处理器与所述通信接口耦合，用于实现上述第一方面或任一种可选的实施方式所提供的方法。
可选的，所述芯片还可以包括存储器，例如，所述处理器可以读取并执行所述存储器所存储的软件程序，以实现上述第一方面或任一种可选的实施方式所提供的方法。或者，所述存储器也可以不包括在所述芯片内，而是位于所述芯片外部，相当于，所述处理器可以读取并执行外部存储器所存储的软件程序，以实现上述第一方面或任一种可选的实施方式所提供的方法。
第八方面，提供一种包含指令的计算机程序产品，所述计算机程序产品用于存储计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述第一方面或的任意一种可能的实施方式中所述的方法。
附图说明
下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
图1为一种车载雷达在车辆上工作场景示意图；
图2为本申请实施例提供的目标车辆的发射端发射超声波的俯仰角发生变化时的场景示意图；
图3为本申请实施例提供的一种信号探测装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的目标车辆所处的四种不同情况的场景示意图；
图5为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的处理装置的一种结构示意图；
图7为本申请实施例提供的处理装置的一种结构示意图；
图8为本申请实施例提供的处理装置的一种结构示意图；
图9为本申请实施例提供的处理装置的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。
以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
1)探测装置，例如为传感器，该传感器例如为雷达，例如超声波雷达，或其他类型的雷达。或者，该传感器也可以是设置在雷达上的，用于采集目标对象的点云的传感器。
2)本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a,b,或c中的至少一项(个)，可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。
以及，除非有相反的说明，本申请实施例提及“第一”、“第二”等序数词是用于对多个对象进行区分，不用于限定多个对象的大小、形状、内容、顺序、时序、优先级或者重要程度等。
前文介绍了本申请实施例所涉及到的一些名词概念，下面介绍本申请实施例涉及的技术特征。
图1为一种车载雷达在车辆上工作场景示意图。如图1所示，为了防止目标车辆在倒车、低速前行等情况下，有人、动物、路障、其它车辆等障碍物过于靠近目标车辆而带来的安全隐患，在目标车辆上安装一套安全***，该***包括处理器(图中未示出)和超声波传感器。其中，超声波传感器包括发射端和接收端。发射端用于发射超声波信号，接收端用于接收超声波信号。一般超声波传感器安装在目标车辆的外壳上，或安装在目标车辆内部，然后在目标车辆外壳上打孔，将超声波传感器的发射端和接收端嵌入在外壳孔中，以保证超声波传感器顺利的向目标车辆周围发射超声波信号和接收超声波信号。
当发射端发送的超声波信号被障碍物阻挡后，超声波信号将返回投射到接收端上，接收端接收到反射的超声波信号后，处理器根据发送端发射超声波信号的时间t1和接收端接收到超声波信号的时间t2，计算得到障碍物与目标车辆的距离S，计算公式为：
S＝v(t2-t1)/2 (1)
其中，v为超声波信号在空气中传播的速度，t1为发送端发射超声波信号的时间，t2为接收端接收到超声波信号的时间。
然后判断该距离S是否小于设定的安全距离D，如果计算的距离S小于安全距离D，则表明障碍物靠近目标车辆，有安全隐患；如果计算的距离S大于安全距离D，则表明障碍物离目标车辆比较远，无安全隐患。
其中，安全距离D为目标车辆在向后倒车、低速前行等情况下，在发现有障碍物时进行规避障碍物所需最短距离。其具体数值需根据不同情况来确定，还可以为用户自己设定值。
示例性的，如图1所示，当发射端以与地面相平行的方向向目标车辆正后方发射超声波信号时，随着超声波信号的传播，在发射端发射超声波信号进行扩散的俯仰角α范围内的靠近俯角处的超声波信号会照射在地面上，如果发射端与照射在地面上的距离d(图中d＝d1cos<α/2>)小于安全距离D时，此时反射回的超声波信号被接收端接收，处理器根据时间差计算后，也会认为在安全距离D内有障碍物，从而导致误报。
现有技术中，为了解决上述因超声波信号照射在地面带来的反射信号的干扰(又称地面反射或“照地干扰”，为了便于阐述，后续将这种干扰称为“照地干扰”)，在安装超声波传感器时，将发射端发射超声波信号进行扩散的俯仰角α尽量向上调制，使得正好出现“照地干扰”情况的距离d大于安全距离D，这样就可以在安全距离D内不会出现因“照地干扰”导致误报的情况。
但是，随着车辆的出厂后，用户在驾驶车辆过程中发生碰撞、长期使用过程中用于固定超声波传感器的支架出现松动、变形等情况，都会使得超声波传感器的发射端发射超声波信号进行扩散的俯仰角α位置发生变化。如图2所示，当俯仰角α位置向下移动β度后，出现照地干扰情况的距离d(图中d＝d2cos<α/2>)将小于安全距离D，这样处理器仍会认为在安全距离D内有障碍物，从而导致误报。
本申请实施例中，为了解决上述俯仰角α位置因安装不标准或在车辆行驶过程中发生变化等情况带来的误报情况，提供了一种探测装置，如图3所示，该装置包括处理单元31、检测单元32和超声波传感器33。其中，超声波传感器包括发射端331和接收端332。所述探测装置可以装置于智能车内部，用于探测目标，在智能车行驶过程中，探测装置也处于与智能车相同的行驶状态。
检测单元32用于确定行驶信息，具体的，行驶信息包括行驶方向信息和行驶速度信息，例如，检测单元32可以包括加速度计、陀螺仪。检测单元32在确定车辆行驶信息之后后将行驶信息发送给处理单元31。需要说明的是，检测单元32为探测装置中的可选组成，在一种可能的实现中，检测单元32集成在探测装置的外部，通过通信接口将行驶信息发送给探测装置。
可选的，处理单元31接收到检测单元32发送的行驶信息后，可以根据行驶信息判断车辆是向前行驶还是向后倒车，以及判断车辆行驶的速度，然后再确定是否开启超声波传感器33进行工作。
在一个实施例中，处理单元31判断车辆向前行驶，且速度低于设定的阈值速度时，则表明车辆在缓慢行驶，为了防止目标车辆在缓慢行驶过程中发生追尾事故，开启超声波传感器33进行工作。
在另一个实施例中，处理单元31判断车辆向后行驶，且速度低于设定的阈值速度时，则表明车辆在向后倒车，为了防止目标车辆在向后倒车过程中撞上障碍物，开启超声波传感器33进行工作。
当然，本申请实施例中开启超声波传感器33进行工作的情况不仅限于上述两种情况，还可以根据用户需求，主动让处理单元31开启超声波传感器33进行工作，以满足用户对特定场景的需求。
另外，处理单元31还可以根据特定的场景，选择开启目标车辆上特定的超声波传感器33，如在“慢速前行”场景下，开启目标车辆车头位置和车尾位置的超声波传感器33，以防止撞上前方车辆和被后方车辆追尾；在“向后倒车”场景下，开启目标车辆车尾位置的超声波传感器33，以防止倒车过程中撞上障碍物。
本申请实施例中，处理单元31用于根据从回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数。具体的，处理单元31在开启超声波传感器33进行工作之前，先根据安全距离D和公式(1)计算出时间tD，此时的时间tD表示为从发射端331发射超声波信号到超声波信号在安全距离D处遇到障碍物反射回被接收端332接收到的时间。然后处理单元31控制超声波传感器33的发射端331周期性的发射超声波信号，并控制接收端332在每个帧中，接收从发射超声波信号开始到tD时间内的超声波信号。这样避免接收端332无限制的接收超声波信号，以减少处理单元31工作量。同时，避免超声波信号不断的扩散，让接收端332接收到不妨碍目标车辆的障碍物反射回的超声波信号，从而造成干扰。
另外，处理单元31控制超声波传感器33发射超声波信号的帧之间的时间差T应该要大于时间tD，也即：
T>tD＝2D/v (2)
其中，T为超声波传感器33发射超声波信号的帧之间的时间差，D为安全距离，v为超声波信号在空气中传播的速度。
如果帧之间的时间差T不大于时间tD，会造成上一帧发送的超声波信号在反射回后，会在下个帧内到达接收端332，从而造成处理单元31在计算障碍物距离时发生紊乱。
在超声波传感器33的接收端332接收到超声波信号后，根据接收到的超声波信号强弱，转换为对应强度的电信号，然后发送给处理单元31。处理单元31根据接收到的电信号的数值和每个帧中相同时间上对应的电信号的数值关系，来判断在安全距离D内是否有障碍物和“照地干扰”情况。
在一个实施例中，处理单元31还需要确定连续N个帧的电信号值大于第一阈值，所述第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。具体的，处理单元31接收到的电信号值为零或不大于设定的第一阈值时，则表明接收端332未接收到超声波信号，也即在安全距离D内没有障碍物和“照地干扰”情况；如果处理单元31接收到的电信号值大于设定的第一阈值时，则表明接收端332接收到超声波信号，此时处理单元31比较相邻多个帧中相同时刻对应的电信号值是否相同或接近相同。
在目标车辆运动过程中，如果连续多个帧中所有相同时刻对应的电信号值完全相同或接近相同，也即连续多个帧中接收到的回波信号完全相同，则表明此时出现“照地干扰”情况。因为在目标车辆移动过程中，不考虑存在与目标车辆保持固定距离的障碍物。也即在目标车辆移动的过程中，障碍物与目标车辆之间的距离一定会发生变化的。其中，接近相同可以认为，先设定一个阈值，如果连续多个帧中所有相同时刻对应的电信号值之间的差值不超过该设定阈值，则认为连续多个帧中所有相同时刻对应的电信号值接近相同。
为了减少“照地干扰”现象对目标探测的影响，处理单元31调整回波阈值序列，所述回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值序列。具体的，将当前帧中的不同时刻对应的电信号值设置为第一阈值序列，作为判断是否大于第一阈值序列作为在安全距离D内没有障碍物的基准，其中，所述当前帧为在确定“照地干扰”过程中，所有相同时刻对应的电信号值完全相同或接近相同的所述连续多个帧中的一个帧，也就是说，处理单元31在确定当前帧以及与当前帧连续的帧在所有相同时刻对应的电信号值完全相同或接近相同时，可以确定存在“照地干扰”，进一步，处理单元31可以将当前帧中所有时刻对应的电信号值设置为第一阈值序列。其中，第一阈值为底噪阈值，由于底噪(即空气中的环境噪声)的存在，所以接收端332不可避免的会接收到环境中噪音信号，因此一般需要一个较小的阈值来过滤底噪。而第一阈值序列为在一个帧中对应时刻上各个电信号值。
一个可能实现的实施例中，处理单元31向超声波传感器33发送指示信息，用于指示回波阈值序列，让超声波传感器33在接收到回波信号后，主动过滤掉对应时刻上低于回波阈值序列的电信号，将符合要求的电信号值发送给探测装置，从而减少处理单元31的计算负担。
如果相邻帧中相同时刻对应的电信号值部分不相同，则表明此时在安全距离D内有障碍物，也有“照地干扰”情况。此时，在多个帧中相同时刻对应的电信号值相同的部分，表明出现“照地干扰”情况，处理单元31将当前帧中的与其他帧相同时刻对应的电信号值设置为第一阈值序列，作为判断是否大于第一阈值序列作为在安全距离D内没有障碍物的基准。而在多个帧中相同时刻对应的电信号值不相同的部分，此时在安全距离D内该时刻对应的距离上有障碍物。
一个可能实现的实施例中，将当前帧中的与其他帧相同时刻对应的电信号值设置为第一阈值序列的方式为：将一个帧时间长为T，如果一个帧中，在0～t1(t1为T内任意一时刻)时间内电信号值与相邻其它帧的0～t1时间内的电信号值相同，在t1～T时间内电信号值与相邻其它帧的t1～T时间内的电信号值不相同时，处理单元31将第一阈值序列中在0～t1时间内的电信号值替换为当前帧中0～t1时间内的电信号值，而第一阈值序列中在t1～T时间内的电信号值保持不变。
如果相邻多个帧中相同时刻对应的电信号值完全不相同，则表明此时在安全距离D内有障碍物。
处理单元31在检测到在安全距离D内有障碍物时，发送警告信号给相应的设备，以让目标车辆自动避让障碍物或让驾驶员知道车后有障碍物，及时操作车辆避让障碍物。
上述提到的，处理单元31需要通过接收相邻多个帧的各个时刻的电信号值来进行比对，一种实施例中，本申请处理单元31需要根据从检测单元32检测目标车辆行驶速度进行决定。如果速度过快，进行比对的帧数量就比较少；如果速度过慢，进行比对的帧数量就比较多。这样灵活获取帧的数量，从而减少处理单元31的计算负担。
本申请实施例将以目标车辆以一定速度向后倒车为例，来讲述本申请处理单元31控制超声波传感器33进行工作的具体过程。
示例性地，如图4(1)所示，处理单元31控制超声波传感器33的发射端331发射超声波信号，同时记录发射超声波信号的时间，由于发射端331发射超声波信号的俯仰角α位置向下偏移，随着超声波信号向后传播，在点a和点b之间的地面上会发生反射，反射回超声波信号被接收端332接收。由于点a到点b之间的各个位置与超声波传感器33之间的距离不同，所以接收端332接收到从点a到点b之间的各个位置反射的超声波信号的时间也是不同的。
此时超声波传感器33将不同时刻接收到的不同强度的超声波信号转换对应电压值，发送给处理单元31，处理单元31接收到的不同时刻的电压值之间的关系如图4(1)右侧的二维坐标系所示。然后处理单元31根据接收到的不同时刻的电压值是否大于设定第一阈值，来判断在安全距离D内是否产生回波。如果接受到的电压值有大于第一阈值，则表明在安全距离D内有产生回波的物体。此时处理单元31还不能确定是由于在安全距离D内有障碍物导致产生回波，还是由于出现“照地干扰”情况导致产生回波。所以处理单元31控制超声波传感器33继续发射超声波信号。
如图4(2)所示，随着目标车辆继续向后倒车，处理单元31控制超声波传感器33的发射端331第二次发射超声波信号，此时由于障碍物未到达安全距离D内，所以反射回的超声波信号仍是由地面反射回去的。此时超声波传感器33将不同时刻接收到的不同强度的超声波信号转换对应电压值，发送给处理单元31，处理单元31接收到的不同时刻的电压值之间的关系如图4(2)右侧的二维坐标系所示。
然后处理单元31将第一次发射超声波信号时接收到的电压值和第二次发射超声波信号时接收到的电压值进行比较，判断在相同时刻上在第一次发射超声波信号的电压值与在第二次发射超声波信号的电压值是否相同。结合图4(1)和图4(2)所示，第一次发射超声波信号时的各个时刻上的电压值与第二次(或后续多次)发射超声波信号时的各个时刻上的电压值完全相同，此时处理单元31将认定这种情况为在安全距离D内没有障碍物，是由于“照地干扰”情况产生的回波。
处理单元31为了避免“照地干扰”情况导致出现的误报，将第一次发射超声波信号或第二次发射超声波信号时接收到的最大电压值作为阈值，来判断在安全距离D内是否有障碍物。
如图4(3)所示，随着目标车辆继续向后倒车，处理单元31控制超声波传感器33的发射端331第三次发射超声波信号，由于障碍物刚到达安全距离D内，此时产生的回波有地面反射回去的，也有障碍物反射回去的。
此时发射端331到点d的距离在发射端331到点a的距离与发射端331到点b的距离之间，发射端331到点c的距离和发射端331到点b的距离相同，所以接收端332在时间td到tb(tc)之间接收到的超声波信号是由地面和障碍物同时反射回去的，因此处理单元31在时间td到tb(tc)之间接收到的电压值要大于在第一次或第二次发射超声波信号时相同时间段内电压值，关系如图4(3)右侧的二维坐标系所示。
由于在时间td到tb(tc)之间接收到的电压值大于第一阈值，且与第二次发射超声波信号对应时刻内接收电压值不同(说明存在部分不相同)，所以处理单元31可以认定在第三次发射超声波信号时，在td时刻障碍物开始进入安全距离D内，然后发送警告信号给相应的设备。
如图4(4)所示，随着目标车辆继续向后倒车，由于障碍物已完全到达安全距离D内，产生的回波只有障碍物反射回去的。
此时发射端331到点e的距离和发射端331到点f的距离小于发射端331到点a的距离，所以处理单元31在时间tf到te之间接收到的电压值要大于在第一次、第二次或第三次发射超声波信号时相同时间段内电压值，关系如图4(4)右侧的二维坐标系所示。
由于在时间tf到te之间接收到的电压值与第一次发射超声波信号接收的电压值完全不同，所以处理单元31可以认定在此次发射超声波信号是只有障碍物反射回波的。
所以处理单元31可以认定在此次发射超声波信号时，在tf时刻障碍物开始进入安全距离D内，然后发送警告信号给相应的设备。
本申请实施例通过处理单元31控制超声波传感器33周期性的发射超声波信号，在有因障碍物阻挡让超声波传感器33接收超声波信号后，将不同强度的超声波信号转换为对应数值的电信号，然后通过比较相邻多个帧中的相同时刻的电信号数值是否相同，如果完全相同，则表明由于出现“照地干扰”情况导致产生回波，为了避免“照地干扰”情况导致出现的误报，将当前帧中接收到的电信号值设置为阈值序列，来判断在安全距离D内是否有障碍物；如果部分相同，此时在安全距离D内有障碍物，也有“照地干扰”情况，则将阈值序列中与相同电信号值对应的时间上的电信号值，替换为当前帧中与其它多个帧在相同时刻的电信号值相同的电信号值；如果完全不同，此时在安全距离D内只有障碍物。
需要特别说明的是，本申请实施例以一个超声波传感器设置在目标车辆的尾部为例进行说明本申请技术方案，本领域人员很容易想到可以在目标车辆上设置多个超声波传感器，然后将多个传声波传感器设置在目标车辆的各个位置，以满足目标车辆在各种情况下的需求。
另外，本申请实施例提供的信号处理方法是以应用在车辆上进行说明本申请技术方案，本领域人员很容易想到本申请提供的信号处理方法也可以应用到智能机器人、智能吸尘器等终端设备上，甚至可以应用到飞机、船舶等移动设备上，本申请在此不作限定。
图5为本申请实施例提供的处理单元工作过程流程图。如图5所示，本申请实施例中的处理单元31具体工作过程如下：
步骤S501，处理单元31接收检测单元32发送的目标车辆的行驶信息。
步骤S502，处理单元31根据接收到的行驶信息进行分析，判断是否开启超声波传感器33的照地反射的检测功能；如果开启超声波传感器33工作，则执行步骤S503；如果不开启超声波传感器33工作，则返回执行步骤S501。
其中，处理单元31根据检测单元32发送的行驶信息，判断是否开启超声波传感器33的照地反射的检测功能情况有：
(1)慢速前行，处理单元31判断车辆向前行驶，且速度低于设定的阈值速度时，则表明车辆在缓慢行驶；
(2)向后倒车，处理单元31判断车辆向后行驶，且速度低于设定的阈值速度时，则表明车辆在向后倒车。
当然，开启超声波传感器33的照地反射的检测功能的情况不仅限于上述两种情况，还可以根据用户需求，主动让处理单元31开启超声波传感器33的照地反射的检测功能，以满足用户对特定场景的需求。
另外，处理单元31还可以根据特定的场景，选择开启目标车辆上特定的超声波传感器33，如在“慢速前行”场景下，开启目标车辆车头位置和车尾位置的超声波传感器33，以防止撞上前方车辆和被后方车辆追尾；在“向后倒车”场景下，开启目标车辆车尾位置的超声波传感器33，以防止倒车过程中撞上障碍物。
需要说明的是，处理单元31控制超声波传感器33是否开启工作过程为可选步骤，处理单元31也可以让超声波传感器33一直处在工作状态。
步骤S503，处理单元31控制超声波传感器33的发射端331发射超声波信号，并记录发射超声波信号的时间。
步骤S504，当超声波传感器33的接收端332接收到超声波信号后，将不同强度的超声波信号转换为对应数值的电信号，然后发送给处理单元31，处理单元31同时记录超声波传感器33接收超声波信号的时间。
步骤S505，处理单元31判断接收到的电信号值是否大于第一阈值，如果大于第一阈值，则执行步骤S506；如果不大于第一阈值，则执行步骤S501。
其中，第一阈值为底噪阈值，由于底噪(即空气中的环境噪声)的存在，所以接收端332不可避免的会接收到环境中噪音信号，因此一般需要一个较小的阈值来过滤底噪。
需要说明的是，处理单元31过滤底噪的过程为可选地步骤，如果底噪信号比超声波传感器33接收到的回波信息要小很多，也可以选择不对底噪进行过滤。
步骤S506，处理单元31将保存此次周期接收到的电信号值，然后执行步骤S501和步骤S507。
步骤S507，处理单元31在存储有至少两个帧的电信号值时，判断存储的连续至少两个帧中相同时刻对应的电信号值是否相同；如果相同，则执行步骤S508；如果不相同同，则执行步骤S509。
步骤S508，处理单元31认为此时由于“照地干扰”情况导致产生超声波信号回波，将当前帧中的不同时刻对应的电信号值作为第一阈值序列，来判断在安全距离D内是否有障碍物，然后执行步骤S501。
步骤S509，处理单元31认为在不同帧中相同时刻对应的电信号值不相同的部分出现在安全距离D内该时刻对应的距离上有障碍物，发送警告信号给相应的设备，然后执行步骤S501。
本申请实施例可以对处理单元31进行功能模块的划分，例如，可对应各个功能划分各个功能模块，也可将两个或两个以上的功能集成在一个功能模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
例如，以采用集成的方式划分处理单元31各个功能模块的情况下，图6示出了本申请上述实施例中所涉及的探测装置的一种可能的结构示意图。该探测装置6例如为图3所示的实施例所涉及的探测装置中的处理单元31，或者探测装置6也可以是设置在探测设备中的芯片或其他功能部件，探测设备例如为雷达(或，雷达装置)。该探测装置6可以包括处理模块601和收发模块602。当探测设备是雷达时，处理模块601可以是处理器，例如基带处理器，基带处理器中可以包括一个或多个中央处理单元(central processing unit，CPU)，收发模块602可以是收发器，可以包括天线和射频电路等。当探测设备是具有上述雷达功能的部件时，处理模块601可以是处理器，例如基带处理器，收发模块602可以是射频单元。当探测设备是芯片***时，处理模块601可以是芯片***的处理器，可以包括一个或多个中央处理单元，收发模块602可以是芯片***(例如基带芯片)的输入输出接口。
其中，处理模块601可以用于执行图3所示的实施例中由处理单元31的全部操作，和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。收发模块602可以用于执行图3所示的实施例中由探测装置6所执行的全部采集操作，例如采集超声波信号的操作，和/或用于支持本文所描述的技术的其它过程。
另外，收发模块602可以是一个功能模块，该功能模块既能完成发送操作也能完成接收操作，例如收发模块602可以用于执行由探测装置6所执行的全部发送操作和接收操作，例如，在执行发送操作时，可以认为收发模块602是发送模块，而在执行接收操作时，可以认为收发模块602是接收模块；或者，收发模块602也可以是两个功能模块的统称，这两个功能模块分别为发送模块和接收模块，发送模块用于完成发送操作，例如发送模块可以用于执行由探测装置6所执行的全部发送操作，接收模块用于完成接收操作，例如接收模块可以用于执行由探测装置10所执行的全部接收操作。
或者，收发模块602也可以不属于探测装置6，例如收发模块602和探测装置6都位于同一个车辆中，收发模块602例如为该车辆中的通信单元，收发模块602和探测装置6可以通信，此时探测装置6可以不需要主动探测目标，仅基于收发模块602接收到的电信号数据进行处理。
例如，收发模块602，用于接收回波信号；
处理模块601，用于根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数；调整回波阈值序列，回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值序列。
处理模块601，还用于根据行驶信息和回波信号确定地面反射。其中，行驶信息包括探测装置6在移动时的移动速度信息和方向信息。
处理模块601，还用于根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在连续稳定回波信号。其中，稳定回波满足第一帧中T时刻的电信号值与第二帧中T时刻的电信号值相同，第一帧和第二帧为N个帧中的任一帧，T时刻为帧中的任一时刻。
处理模块601，还用于将稳定回波中的第一帧的电信号值确定为回波阈值序列。其中，回波阈值序列是根据稳定回波中的第一帧的电信号值确定的。
处理模块601，还用于向超声波单元发送第一指示信息。其中，第一指示信息用于指示回波阈值序列。
处理模块601，还用于确定连续N个帧的电信号值大于第一阈值。其中，第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。
另外，N时根据探测装置6的移动速度确定的。
图7为本申请实施例提供的探测装置的另一种可能的结构示意图。该探测装置7可以包括处理器701和收发器702，其功能可分别与图6所展示的处理模块901和收发模块902的具体功能相对应，此处不再赘述。可选的，探测装置7还可以包含存储器703，用于存储程序指令和/或数据，以供处理器701读取。当然，探测装置7也可以不包括存储器703，存储器703可以位于探测装置7外部。
图8提供了探测装置的再一种可能的结构示意图。图6～图8所提供的探测装置可以实现上述实施例中的探测装置的功能。图6～图8所提供的探测装置可以为实际通信场景中雷达装置的部分或者全部，或者可以是集成在雷达装置中或者位于雷达装置外部的功能模块，例如可以是芯片***，具体以实现相应的功能为准，不对探测装置结构和组成进行具体限定。
该可选的方式中，探测装置8包括发射天线801、接收天线802以及处理器803。进一步可选的，探测装置8还包括混频器804和/或振荡器805。进一步可选的，探测装置8还可以包括低通滤波器和/或定向耦合器等。其中，发射天线801和接收天线802用于支持探测装置8进行无线电通信，发射天线801支持雷达信号的发射，接收天线802支持雷达信号的接收和/或反射信号的接收，以最终实现探测功能。处理器803执行一些可能的确定和/或处理功能。进一步，处理器803还控制发射天线801和/或接收天线802的操作。具体的，需要发射的信号通过处理器803控制发射天线801进行发射，通过接收天线802接收到的信号可以传输给处理器803进行相应的处理。探测装置8所包含的各个部件可用于配合执行图5所示的实施例所提供的方法。可选的，探测装置8还可以包含存储器，用于存储程序指令和/或数据。其中，发射天线801和接收天线802可以是独立设置的，也可以集成设置为收发天线，执行相应的收发功能。
图9为本申请实施例提供的一种装置9的结构示意图。图9所示的装置9可以是探测装置本身，或者可以是能够完成探测装置的功能的芯片或电路，例如该芯片或电路可以设置在雷达装置中。图9所示的装置9可以包括处理器901(例如处理模块1001可以通过处理器901实现，处理器1101与处理器901例如可以是同一部件)和接口电路902(例如收发模块1002可以通过接口电路902实现，收发器1102与接口电路902例如为同一部件)。该处理器901可以使得装置9实现图5所示的实施例所提供的方法中探测装置所执行的步骤。可选的，装置9还可以包括存储器903，存储器903可用于存储指令。处理器901通过执行存储器903所存储的指令，使得装置9实现图5所示的实施例所提供的方法中探测装置所执行的步骤。
进一步的，处理器901、接口电路902和存储器3303之间可以通过内部连接通路互相通信，传递控制和/或数据信号。存储器903用于存储计算机程序，处理器901可以从存储器903中调用并运行计算机程序，以控制接口电路902接收信号或发送信号，完成图5所示的实施例所提供的方法中探测装置所执行的步骤。存储器903可以集成在处理器901中，也可以与处理器901分开设置。
可选地，若装置9为设备，接口电路902可以包括接收器和发送器。其中，接收器和发送器可以为相同的部件，或者为不同的部件。接收器和发送器为相同的部件时，可以将该部件称为收发器。
可选地，若装置9为芯片或电路，则接口电路902可以包括输入接口和输出接口，输入接口和输出接口可以是相同的接口，或者可以分别是不同的接口。
可选地，若装置9为芯片或电路，装置9也可以不包括存储器903，处理器901可以读取该芯片或电路外部的存储器中的指令(程序或代码)以实现图5所示的实施例所提供的方法中探测装置执行的步骤。
可选地，若装置9为芯片或电路，则装置9可以包括电阻、电容或其他相应的功能部件，处理器901或接口电路902可以通过相应的功能部件实现。
作为一种实现方式，接口电路902的功能可以考虑通过收发电路或收发的专用芯片实现。处理器901可以考虑通过专用处理芯片、处理电路、处理器或通用芯片实现。
作为另一种实现方式，可以考虑使用通用计算机的方式来实现本申请实施例提供的探测装置。即，将实现处理器901、接口电路902的功能的程序代码存储在存储器903中，处理器901通过执行存储器3303存储的程序代码来实现处理器901、接口电路902的功能。
其中，以上列举的装置9中各模块或单元的功能和动作仅为示例性说明，装置9中各功能单元可用于执行图3所示的实施例中探测装置所执行的各动作或处理过程。这里为了避免赘述，省略其详细说明。
再一种可选的方式，当使用软件实现探测装置时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地实现本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
需要说明的是，用于执行本申请实施例提供的方法的上述探测装置中所包含的处理器可以是中央处理器(central processing unit，CPU)、通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)，现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
结合本申请实施例所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)存储器、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-onlymemory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmableread-only memory，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(compact disc read-onlymemory，CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于探测装置中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于探测装置中。
可以理解的是，图6～图9仅仅示出了探测装置的简化设计。在实际应用中，探测装置可以包含任意数量的收发器，处理器，控制器，存储器以及其他可能存在的元件。
如果探测装置不包括收发模块，那么本申请实施例还提供一种探测***，其包含执行本申请上述实施例所提到的探测装置和通信单元，通信单元就用于执行上述的探测装置中的收发模块(例如收发模块602)所执行的步骤。该探测***可以是一个设备，各个装置都位于该设备中，作为该设备的功能模块，或者，该探测***也可以包括多个设备，探测装置和通信单元等分别位于不同的设备中。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请实施例的具体实施方式，但本申请实施例的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此，本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种探测方法，所述方法适用于移动状态的探测装置，其特征在于，包括：
根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数；
调整回波阈值序列，所述回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值的序列。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述地面反射是根据行驶信息和所述回波信号确定的，所述行驶信息包括所述探测装置在移动时的移动速度信息和方向信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，包括：
根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在连续稳定回波信号，所述稳定回波满足第一帧中T时刻的电信号值与第二帧中T时刻的电信号值相同，所述第一帧和所述第二帧为所述N个帧中的任一帧，所述T时刻为帧中的任一时刻。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述调整回波阈值序列，包括：
将所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定为所述回波阈值序列，所述回波阈值序列是根据所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定的。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
向超声波单元发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述回波阈值序列。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射之前，包括：
确定所述连续N个帧的电信号值大于第一阈值，所述第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述N是根据所述探测装置的移动速度确定的。
8.一种探测装置，其特征在于，包括：通信单元和处理单元，
所述通信单元，用于接收回波信号；
所述处理单元，用于根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在地面反射，N为大于2的正整数；和
调整回波阈值序列，所述回波阈值序列为用于区分目标回波和地面回波的电信号阈值序列。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于根据行驶信息和所述回波信号确定所述地面反射，所述行驶信息包括所述探测装置在移动时的移动速度信息和方向信息。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，根据所述回波信号中连续N个帧的电信号值确定存在连续稳定回波信号，所述稳定回波满足第一帧中T时刻的电信号值与第二帧中T时刻的电信号值相同，所述第一帧和所述第二帧为所述N个帧中的任一帧，所述T时刻为帧中的任一时刻。
11.根据权利要求8-10任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，将所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定为所述回波阈值序列，所述回波阈值序列是根据所述稳定回波中的所述第一帧的电信号值确定的。
12.根据权利要求8-11任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，向超声波单元发送第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述回波阈值序列。
13.根据权利要求8-12任一项所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于，确定所述连续N个帧的电信号值大于第一阈值，所述第一阈值为环境中噪音对应的电信号值。
14.根据权利要求8-13任一项所述的装置，其特征在于，所述N时根据所述探测装置的移动速度确定的。
15.一种装置，其特征在于，包括检测单元、超声波传感器和处理单元，
所述检测单元，用于检测所述终端设备在行驶的过程中的速度和方向；
所述超声波传感器，用于发射超声波信号和接收超声波信号，并将所述接收到的超声波信号转换为电信号；
所述处理单元用于执行如权利要求1-7中的任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7中任意一项所述的方法，或者使得所述计算机执行如权利要求8-14中任意一项所述的装置。
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