卢 贶

（武汉软件工程职业学院，湖北武汉 430205）

在日常生产生活中，很多场合如：汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距，DSP技术课程教学平台设计课题中也包含了用途广泛的超声波测距功能。超声波是指频率大于20kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对光线、色彩和电磁场不敏感，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格方面也有很好的折衷［1］。

1 超声波测距原理

超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当其两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波信号时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。

超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。本设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离［2］。

超声波测距的算法设计：超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15℃时）。……