东鑫渊

（ 西安思源学院，陕西 西安710000）

如今，预警避障技术在工业中具有广泛的应用，使得机械在运行过程中能够顺利躲避障碍物[1]。在预警避障技术中可以利用声呐、红外线、罗盘、视觉和超声波等方式对障碍物进行判断，其中使用超声波进行测距避障具有更好的应用效果。超声波测距系统中主要以单片机作为主控芯片，虽然这种方式有利于节约系统的成本，但是单片机在运行过程中会存在比较大的延时误差，所以其测距精确度和可靠度会降低[2]。

文章为了增强预警避碍技术的功能，在超声波测距系统中使用现场可编程门阵列代替单片机，主要从硬件和软件设计两个方面进行研究，旨在增强预警避障的精确度和可靠性。

1 超声避障原理

超声避障原理主要是利用超声波进行测距，超声波在空气中的传播速度已知，并且该速度大致上不会发生变化，所以只需要测得超声波发出和接收的时间，即可计算出距离。

超声波测距可以分为两种，分别为直接测距和间接测距[3]。直接测距方式的原理是超声波发射端发出超声波之后，另外一个接收端会接受到超声波信号，从发射超声波开始计，测得接收到声波时间，根据超声波速度就可以测量出距离。间接测距方式的原理是超声波的发射端和接收端在同一位置，当超声波发射出去之后，会遇到障碍物，超声波会反射回来后被接收到，测量出发出超声波到接收超声波所用的时间，根据超声波速度就可以测量出距离。……