超声波视觉识别系统的设计和实现
超声波在机器人技术中有什么重要作用
超声波在机器人技术中有什么重要作用在当今科技飞速发展的时代，机器人技术的进步日新月异，为我们的生活和工作带来了前所未有的便利和创新。
而在众多使机器人具备出色性能的技术中，超声波技术扮演着至关重要的角色。
超声波，简单来说，就是频率高于人类听觉上限（约 20kHz）的声波。
它具有一些独特的性质，使其在机器人技术中得到了广泛的应用。
首先，超声波在机器人的导航和避障方面发挥着关键作用。
想象一下，机器人在一个复杂的环境中移动，比如充满家具的房间或者工厂的生产线。
如果没有有效的感知能力，它很可能会撞到障碍物，造成损坏甚至无法正常工作。
这时候，超声波传感器就派上了用场。
超声波传感器能够向周围环境发射超声波脉冲，并接收反射回来的声波。
通过测量发射和接收之间的时间间隔，机器人可以计算出与障碍物的距离。
多个超声波传感器协同工作，就能够为机器人构建一个周围环境的“地图”，让它知道哪里有障碍物，从而规划出安全的移动路径。
这种基于超声波的避障系统响应速度快，能够实时检测到快速接近的障碍物，并及时做出反应，避免碰撞。
其次，超声波在机器人的物体检测和识别方面也具有重要价值。
与传统的视觉检测方法相比，超声波在某些情况下具有独特的优势。
例如，在黑暗、烟雾或者粉尘等恶劣环境中，视觉系统可能会受到很大的影响，而超声波却能够不受这些因素的干扰，准确地检测到物体的存在和位置。
此外，超声波还可以用于检测物体的材质和形状。
不同材质和形状的物体对超声波的反射特性是不同的，机器人通过分析反射回来的超声波信号的特征，可以对物体进行初步的分类和识别。
这对于机器人在工业生产中的物料分拣、仓储管理等任务中非常有用。
在机器人的抓取和操作任务中，超声波同样能发挥重要作用。
当机器人需要抓取一个物体时，超声波可以帮助它确定物体的位置和姿态，从而更加准确地控制机械手的动作。
而且，通过连续监测超声波信号的变化，机器人还可以实时调整抓取的力度，避免对物体造成损坏或者抓取失败。
超声波测距电子电路设计详解
超声波测距电子电路设计详解在自主行走机器人系统中，机器人要实现在未知和不确定环境下行走，必须实时采集环境信息，以实现避障和导航，这必须依靠能实现感知环境信息的传感器系统来实现。
视觉、红外、激光、超声波等传感器都在行走机器人中得到广泛应用。
由于超声波测距方法设备简单、价格便宜、体积小、设计简单、易于做到实时控制，并且在测量距离、测量精度等方面能达到工业实用的要求，因此得到了广泛的应用。
本文所介绍的机器人采用三方超声波测距系统，该系统可为机器人识别其运动的前方、左方和右方环境而提供关于运动距离的信息。
超声波测距原理超声波发生器内部由两个压电片和一个共振板组成。
当它的两极外加脉冲信号，且其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，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，如果两极间未加外电压，当共振板接收到超声波时，就成为超声波接收器。
超声波测距一般有两种方法：①取输出脉冲的平均电压值，该电压与距离成正比，测量电压即可测量距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，根据被测距离s=vt？2来得到测量距离，由于超声波速度v与温度有关，所以如果温度变化比较大，应通过温度补偿的方法加以校正。
本测量系统采用第二种方法，由于测量精度要求不是特别高，所以可以认为温度基本不变。
本系统以PIC16F877单片机为核心，通过软件编程实现其对外围电路的实时控制，并提供给外围电路所需的信号，包括频率振动信号、数据处理信号等，从而简化了外围电路，且移植性好。
系统硬件电路方框图见图1。
图1 系统硬件电路方框图由于本系统只需要清楚机器人前方、左方、右方是否有障碍物，并不需要知道障碍物与机器人的具体距离，因此不需要显示电路，只需要设定一距离阀值，使障碍物与机器人的距离达到某一值时，单片机控制机器人电机停转，这可通过软件编程实现。
超声波发射电路超声波发射电路以PIC16F877为核心，当单片机上电时，单片机从RA0口产生40kHz的超声波信号，但是此时该信号无法通过与非门进入放大电路使超声波发射头发射超声波，只有闭合开关S1时，从RA1口发射出一门控信号，该信号的频率为4kHz，同时启动单片机内部的定时器TMR1，开始计数。
超声波测距实验报告
超声波测距实验报告电子综合实验课程报告课题名称:超声测距仪专业:生物医学工程班级:,,级生物医学,,班姓名:敖一鹭刘晓莎尹曼邹燕一引言随着科学技术的快速发展，超声波将在测距仪中的应用越来越广。
但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的测距技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。
声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用。
和其他方法相比，如激光测距、微波测距等，由于声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波的传播速度，对于时间测量精度的要求远小于激光测距、微波测距等系统，因而超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低，且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响，在各种场合均得到广泛应用。
然而超声波测距在实际应用也有很多局限性，这都影响了超声波测距的精度。
一是超声波在空气中衰减极大，由于测量距离的不同，造成回波信号的起伏，使回波到达时间的测量产生较大的误差;二是超声波脉冲回波在接收过程中被极大地展宽，影响了测距的分辨率，尤其是对近距离的测量造成较大的影响。
其他还有一些因素，诸如环境温度、风速等也会对测量造成一定的影响，这些因素都限制了超声波测距在一些对测量精度要求较高的场合的应用，如何解决这些问题，提高超声波测距的精度，具有较大的现实意义。
为了今后能够为社会做出更多有益的发明发现，超声测距课程设计应运而生。
二课题要求以单片机AT89C51为中心控制单元，配以超声波发射、接收装置，实现超声波发射及接收其遇到障碍物发生反射形成的回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的时间，计算出发射点距障碍物的距离，设计出一套基于单片机的脉冲反射式超声波测距系统，利用单片机进行操作控制，用数码管作输出显示，设计发射、接收、检测、显示硬件电路和测距系统软件。
三基本要求1 能实现测距操作;2 能清晰稳定地显示测量结果, 具有测量完成提示;3 能正确实现单次测量;4 测量范围在0.5——2m;5 测量精确度2cm。
基于超声波信号的行为识别方法
基于超声波信号的行为识别方法作者：杨飏张雪来源：《计算机时代》2023年第12期摘要：作为近年来计算机视觉领域的研究热点，国内的行为识别技术主要依靠于不同场合的摄像头拍摄视频和图像进行分类识别、目标检測等相关视觉处理。
因此，为了减少行为识别的消耗以及保护用户隐私，提出并实现了一种基于多普勒效应的行为识别技术，主要技术过程包括生成超声波信号、音频转换与降噪、连续音频切割、进行傅里叶变换以及卷积神经网络分类识别，行为识别的准确率可以达到 96.32% 并且具备一定的泛化性能，应用前景广泛。
关键词：超声波；多普勒效应；卷积神经网络；行为识别中图分类号：TP1.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8228（2023）12-162-05Behavior recognition method based on ultrasonic signalsYang Yang1， Zhang Xue2（1. Ocean University of China， Faculty of Information Science and Engineering， Qingdao，Shandong 266404， China;2. Wuhan University， School of Information Management Wuhan University）Abstract： As a research hotspot in the field of computer vision in recent years， the behavior recognition technology used in China mainly relies on the video and images captured by cameras for relevant visual processing such as classification， recognition and target detection. In order to reduce the consumption of behavior recognition and protect user privacy， a behavior recognition technology based on Doppler effect is proposed and implemented. The main technical process includes generating ultrasonic signal， audio conversion， noise reduction， continuous audio cutting， Fourier transform， and CNN classification and recognition. The accuracy of behavior recognition can reach 96.32%. It has certain generalization performance and broad application prospects.Key words： ultrasonic wave; Doppler effect; convolutional neural network （CNN）; behavior recognition0 引言20世纪40～50年代，随着计算机及人工智能技术的诞生，模式识别的概念也应运而生。
视觉形象识别系统在企业中的作用
视觉形象识别系统在企业中的作用随着信息化时代的到来，企业对于视觉形象识别系统的需求越来越高。
视觉形象是企业与外界互动的重要方式，视觉形象识别系统可以为企业树立明确的视觉形象，提升企业形象的同时，也可以增强企业与外界的交流和认知。
本论文将着重探讨视觉形象识别系统在企业中的作用，包括视觉形象系统的定义及其重要性、视觉形象识别系统的基本原则和技术、视觉形象识别系统在企业中的应用以及提高视觉形象系统效果的方法等方面。
一、视觉形象系统的定义及重要性视觉形象是企业与外界交流的重要方式，它不仅是企业向市场宣传推广产品、服务的媒介，也是企业向外传递自身文化、理念的方式。
视觉形象的好与坏直接影响企业在消费者心目中的形象，进而影响企业的发展和竞争力。
企业的视觉形象应包含企业的品牌形象、标志、标识、形象色彩、图形等元素。
而视觉形象识别系统就是为了对企业视觉形象进行有效管理和传播，以此提高企业形象的一种技术手段。
视觉形象识别系统重要性具体表现为以下几点：1. 树立企业形象。
不同的企业都有自己独特的视觉形象，通过建立企业视觉形象，可以产生独特的视觉效果，树立企业品牌形象和信誉度，进而得到广泛的认知和信赖。
2. 彰显企业特点。
企业的视觉形象应该与企业实际特点相吻合，通过视觉形象识别系统的设计和实现，可更加直观地反映企业特点，从而使顾客对企业形成更加深入和全面的了解。
3. 增强企业认知度。
通过视觉形象识别系统的使用，可以引起人们注意，提高企业的认知度和品牌价值，增强市场竞争力。
4. 提高企业形象的统一性和协调性。
企业的各个部门都应该具有相同的视觉形象，才能使企业形象更加凝聚力和协调性，视觉形象识别系统可以帮助企业实现各部门之间的视觉形象统一及企业形象的整体协调。
二、视觉形象识别系统的基本原则和技术视觉形象识别系统建设的基本原则是：以品牌形象为核心，以视觉传播为手段，实现视觉形象的全面管理，以提高企业品牌形象为目标。
视觉形象系统的技术主要包括以下方面：1. 视觉传达理论。
机器人智能识别系统的设计与实现
机器人智能识别系统的设计与实现随着人工智能技术的不断发展，机器人技术已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
在现实生活中，机器人不仅能够在工业生产中发挥作用，还可以在医疗、教育、服务等领域发挥重要的作用。
在机器人的日常应用中，机器人能够通过识别集成系统将感知、决策和行动融为一体，进而制定出最佳的行动方案，并能够保证执行的高效性和准确性。
因此，机器人智能识别系统的设计与实现成为了机器人技术中不可忽视的一部分。
一、机器人智能识别系统的基本原理机器人智能识别系统是一种机器人技术中十分重要的系统，其基本原理是通过各种传感器采集环境数据，并通过计算机学习算法和机器学习技术，使机器人能够对环境数据进行处理和识别，并能够自主地做出响应。
智能识别系统的实现需要依靠深度学习、计算机视觉、模式识别、语音识别等多个领域的技术，其中计算机视觉技术是机器人智能识别系统中最核心的技术之一。
计算机视觉技术是指利用摄像头等设备采集图像数据，并通过图像处理和模式识别技术，将图像数据转换成数字化的图像信息，并进行分析和理解。
计算机视觉技术被广泛应用于智能识别系统的开发中，在机器人技术中被用来完成各种不同的识别任务，例如人脸识别、语音识别、图像识别等。
二、智能识别系统的设计与实现在实现机器人智能识别系统时，需要考虑的核心问题是设计一个可靠且高效的计算机视觉系统，该系统能够准确地识别各种物体、颜色、形状和大小。
该系统的设计和实现需要以下步骤：1.机器人平台的选择在设计机器人智能识别系统之前，需要选择一个适合开发智能识别系统的机器人模型。
选择机器人平台时需要考虑当前应用场景下的具体应用需求和物理环境因素等。
常用的机器人平台类型有人形、运动、无人机等类型，选择恰当的机器人平台能够更好的提高机器人识别系统的准确性和效率。
2.传感器的选择传感器是机器人智能识别系统中最重要的部分之一。
通过不同类型的传感器，机器人能够收集到不同的环境和物体信息。
在智能识别系统中，常用的传感器类型有视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
超声波避障系统设计
• 引言 • 系统硬件设计 • 系统软件设计 • 系统测试与验证 • 系统优化与改进 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
设计一种能够实时检测障碍物并实现自动避障的超声波避障 系统，以提高机器人或无人驾驶车辆的安全性和自主性。
背景
随着机器人和无人驾驶技术的快速发展，避障系统成为了实 现自主导航的关键技术之一。超声波传感器因其价格低廉、 性能稳定、易于安装等优点而被广泛应用于避障系统中。
用户体验
用户友好型的设计使得该系统易于使用，无需复杂的设置 或培训。此外，系统还具备较高的性价比，适合大规模生 产和应用。
性能评估
经过实际测试，该系统在各种环境条件下均表现出良好的 稳定性和可靠性，且响应速度快，能够满足实时避障的需 求。
改进空间
尽管本设计在许多方面都取得了成功，但仍存在一些局限 性，如对复杂环境的适应性、系统精度和稳定性等方面还 有待进一步提高。
测距原理
超声波测距基于声波的传 播速度和往返时间计算距 离。
精度与误差
考虑声波传播速度、温度 和空气密度等因素对测距 精度的影响。
抗干扰能力
优化算法以减少环境噪声
根据系统需求，设计合适的硬件接口，如 GPIO、串口等。
定时器配置
使用定时器产生超声波发送和接收的时序。
传感器数据和控制避障系统。
性能要求
02
根据系统复杂性和数据处理需求，选择具有足够处理能力和I/O
端口的微控制器。
编程语言
03
确保微控制器支持所需的编程语言，以便进行系统开发和编程。
电源模块设计
电源选择
为系统提供稳定的电源，考虑使 用电池或外部电源，以满足系统 长时间运行的需求。
计算机科学与技术专业毕业设计选题参考
13．《＊＊＊》网络课件设计与实现
14．基于局域网的分布式数据采集系统
15．单片机多功能数字钟设计
16．网站的设计、管理与维护
17．WWW浏览器软件设计
18．路由器的配置仿真
19．教学质量自动评估系统的开发
20．机房供电欠压过压自动断电系统
21．自动应答留言对讲式语音门铃
22．基于单片机的智能电度表
18书店图书预定信息系统
65大型仓库信息管理系统设计
66基于Internet的网络教学系统
67视频点播系统
68基于Internet的车辆管理、调度系统
69学生档案及成绩管理系统
70汽车综合性能工位测控系统设计与软件实现
71基于LAN的汽车性能微机检测系统
72计算机网络技术课件设计
73基于Web的教学系统设计与实现
55．Internet网上实用软件
56．计算机辅助教学管理软件
57．智能决策支持系统
58．智能考勤系统
59．网络性能参数的测量方法及实现
60．用＊＊语言实现数据结构的基本算法
61．基于VRML的网络虚拟现实环境研究与实现
62．＊＊＊学院虚拟校园研究与设计
63．万年历生成及农历公历转换查询软件的设计
64．电子商务网站设计与实现
35．基于USB的图形扫描信息处理系统
36．基于CAN的高性能MCU控制解决开发
39．Windows环境下集散系统串行通信实验研究
40．12位A/D、D/A采集控制显示卡
41．基于ACCEES数据库的个人信息管理系统
42．科研信息管理系统
计算机科学与技术专业毕业设计选题参考
一、毕业设计选题范围
智能导盲系统设计
智能导盲系统设计随着科技的快速发展，（）已经深入影响了我们生活的方方面面。
在这个大背景下，我们提出了一种全新的智能导盲系统设计，旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活。
一、需求分析视力受损的人士在生活中面临着诸多困难，其中最大的挑战之一就是出行。
他们可能需要借助盲杖来探测周围的环境，但这种方式往往不能提供足够的方位信息，也无法识别物体或文字。
因此，我们的智能导盲系统需要提供一种更加高效、安全、便捷的导盲方式。
二、系统设计我们的智能导盲系统由以下几个主要部分组成：1、智能眼镜：这是我们的核心设备，它使用先进的计算机视觉技术和深度学习算法，能够实时识别周围的物体和文字，并通过声音和触觉反馈给用户。
2、智能手环：手环可以监测用户的步数、心率、血压等生理数据，同时也可以通过触觉反馈来提醒用户即将遇到的危险。
3、AI云平台：这个平台负责处理眼镜和手环收集的数据，通过机器学习和大数据分析，为每个用户提供个性化的导盲服务。
三、技术实现1、物体识别：我们的智能眼镜使用了一种基于深度学习的物体识别算法，可以实时识别出周围的物体，并通过声音和触觉反馈给用户。
2、文字识别：我们的智能眼镜还使用了OCR技术，可以实时识别出文字，包括路标、店铺招牌等，并通过声音和触觉反馈给用户。
3、生理数据监测：我们的智能手环使用传感器来监测用户的步数、心率、血压等生理数据，并通过触觉反馈来提醒用户。
4、AI云平台：我们的云平台使用了大数据和机器学习技术，可以根据用户的历史数据和行为习惯，为用户提供个性化的导盲服务。
四、应用前景我们的智能导盲系统具有广泛的应用前景。
它可以帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高生活质量。
它也可以用于辅助教育、旅游等领域，为有视力障碍的人士提供更好的学习和旅游体验。
我们的系统也可以为企业和个人提供定制化的导盲服务，为残障人士提供更好的社会支持。
五、结论随着科技的不断发展，在辅助生活中的应用也越来越广泛。
我们的智能导盲系统设计旨在帮助视力受损的人士更好地独立生活，提高他们的生活质量。
超声波传感器 资料
超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
中文名超声波传感器所属类别传感器物理学原理超声波的特性组件压电材料工作频率压电晶片的共振频率适用领域工业、国防、生物医学目录.1组成部分.2性能指标.▪工作频率.▪工作温度.▪灵敏度.▪指向性.3相关应用.▪主要应用.▪具体应用.4工作相关.▪工作原理.▪工作程式.▪工作模式.5系统构成.6检测方式.7检测好坏.8液位测试.9其他.▪区分.▪注意事项.▪暴露问题组成部分超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。
小功率超声探头多作探测作用。
它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头发射、一个探头接收）等。
性能指标超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。
构成晶片的材料可以有许多种。
晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。
超声波传感器的主要性能指标包括：工作频率工作频率就是压电晶片的共振频率。
当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
工作温度由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。
医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。
主要取决于制造晶片本身。
机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
2018年3S杯全国大学生物联网技术与应用三创大赛
2018年第四届3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛
初赛评审结果公告
7月21日，2018年第四届3S杯全国大学生物联网技术与应用“三创”大赛组委会按照大赛通知的有关规定，组织78名专家按照评审的办法和程序，坚持客观、公平、公正、择优的原则，对立项项目进行了初赛评审。
现将初赛评审结果公示如下：截止大赛规定之日，本次初赛共收到项目成果 478项。
经审查，有450项完成《立项协议》要求的任务,决定给予立项经费继续资助并进入初赛评审。
根据初赛专家评审意见，经大赛组委会研究决定，共有 151个项目获奖，其中，遴选出76项优秀项目参加现场决赛（具体名单见附件1,2,3）。
现场决赛的具体时间、地点另行通知。
现予以公告。
大赛组委会
二〇一八年七月
附件一：现场决赛项目（共计76项）
附件二：三等奖获奖项目（共计75项）
附件三：立项经费继续资助项目（共计299项）。
毕业设计论文--基于单片机的超声波测距系统设计
毕业设计（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计摘要由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
超声波测距系统，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。
本文介绍了一种基于STC89C52单片机的超声波测距系统，阐述了超声波测距系统的硬件电路部分的构成、软件设计思路及工作原理。
硬件部分采用STC89C52 单片机作为主控单片机，硬件电路主要由发射电路、接收电路、显示电路、报警电路等几部分组成；软件部分由主程序、显示子程序、超声波发射子程序、延迟子程序、计算子程序、报警程序等组成。
该电路具有结构简单、操作方便、精度较高、应用广泛的特点。
关键词：超声波；测距系统；单片机AbstractBecause of the strong point of ultrasonic energy consumption slow, medium of communication in the longer distance, thus frequently used ultrasonic distance measurement, such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by ultrasound. Ultrasonic Ranging System, can be used in car reversing, the construction site and the location of some industrial site monitoring, can also be used if the level, depth and length of the pipeline, such as measurement occasions. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient and simple terms, easy to achieve real-time control, and measurement accuracy can meet the practical requirements of industry.The paper describes an ultrasonic measuring system based on the STC89C52, it described an ultrasonic measuring system hardware circuit structure, working principle and software design methods. Hardware using STC89C52 microcontroller as a master MCU, the hardware circuit part includes main transmitter, receiver circuit, display circuit, warning circuit and so on. The software part includes the main program, display subroutine, ultrasonic transmitter subroutine, delay subroutine, calculation subroutine and alarm program. The system Circuits were simply structure, easy to use, high accuracy and wide application.Key Words：Ultrasonic wave；Ranging System；MCU目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论............................................................................................................. - 1 -1.1 测量距离的意义.................................................................................................... - 1 -1.2 基于单片机的超声波测距系统.......................................................................... - 2 -1.2.1 单片机概述 ...................................................................................................... - 2 -1.2.2 单片机的发展趋势 ........................................................................................ - 2 -1.2.3 基于单片机的超声波测距系统的优点与缺陷 ........................................ - 3 -1.2.4 超声波测距原理............................................................................................. - 4 -1.3设计内容 .................................................................................................................. - 4 -第2章设计方案..................................................................................................... - 5 -2.1 设计的目的和要求................................................................................................ - 5 -2.1.1 设计的目的 ..................................................................................................... - 5 -2.1.2 设计的要求 ..................................................................................................... - 5 -2.2 设计思路................................................................................................................. - 5 -2.2.1 硬件部分.......................................................................................................... - 5 -2.2.2 软件部分.......................................................................................................... - 6 -2.3 重要功能模块的选取 ........................................................................................... - 6 -2.3.1 单片机的选用 ................................................................................................. - 6 -2.3.2 发射器和接收器............................................................................................. - 8 -第3章硬件电路设计............................................................................................. - 9 -3.1 系统硬件设计总框图分析 .................................................................................. - 9 -3.2 处理器STC89C52................................................................................................. - 9 -3.2.1 单片机STC89C52的特点 ......................................................................... - 10 -3.2.2 STC89C52管脚说明 .................................................................................... - 11 -3.3 单片机最小系统设计 ......................................................................................... - 14 -3.3.1 单片机最小系统........................................................................................... - 14 -3.3.2 本次设计中的单片机最小系统................................................................. - 14 -3.4 超声波模块HC-SR04 ........................................................................................ - 17 -3.5 显示模块LCD1602 ............................................................................................ - 18 -3.6 报警模块............................................................................................................... - 21 -3.7 超声波测距系统的实物图 ................................................................................ - 22 -第4章软件程序设计........................................................................................... - 23 -4.1 概述........................................................................................................................ - 23 -4.2 头文件和全局变量.............................................................................................. - 23 -4.3 主程序 ................................................................................................................... - 24 -4.4 初始化函数........................................................................................................... - 25 -4.5 显示子程序和溢出中断程序 ............................................................................ - 25 -4.6 超声波发射程序、T1中断子程序和报警程序 ............................................ - 26 -4.7 距离计算程序 ....................................................................................................... - 27 -第5章系统的调试............................................................................................... - 28 -5.1 硬件的调试........................................................................................................... - 28 -5.2 软件的调试........................................................................................................... - 29 -结论..................................................................................................................... - 32 -参考文献................................................................................................................. - 33 -附录..................................................................................................................... - 34 -1．源程序 .................................................................................................................... - 34 -2．英文原文 ................................................................................................................ - 41 -3．中文译文 ................................................................................................................ - 53 -致谢..................................................................................................................... - 62 -第1章绪论1.1 测量距离的意义准确而快速地测定任意两个空间点间的距离，对人类活动的许多方面都具有十分重要的意义。
基于STM32单片机的高精度超声波测距系统的设计
Ｋｅ ｒ ｓ ＴＭ３ ｃｏ ｒｃ ｓｏ ；ｕｔａｏ ｉ ｉｔ ｃ ａｕ ｎ ；ｄ ｕ ｌ ｏ ａａｏ ；ｔ －ａｎ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ（ ＧＣ） ｙ ｗｏ ｄ ：Ｓ ２ Ｍｉｒｐ ｏ ｅ ｓｒ ｌ ｓ ｎｃｄ ｓ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｇ ｏ ｂｅ ｃ ｍｐ ｒｔｒ ｉ ｇ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ Ｔ ｒ ｎ ａ ｉ ｍｅ ｏ ；
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基于单片机的超声换向系统设计
248 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】倒车雷达 超声波 单片机 声音报警现代社会的发展迅速，我们在生活的过程中也定下了高的目标。
要求方便、简洁。
就扭转这一方面而言，测距和识别问题在生活中变得非常重要。
例如，传统的钢带接触式测量仪在测量一定距离时难以安装高于3米的顶板，且测量不准确; 如果在两侧之间安装侧向变形量的测量，则会妨碍人员和车辆的移动。
在自动化工厂运行期间，有必要处理随机放置的工件。
这必须自动确定工件的位置，形状，姿态和类型，特别是在工件运输过程中。
1 系统概述1.1 系统设计原理距离测量装置用于读取测量距离，经过处理后转换成数字值传送给单片机进行数据处理。
而且，当超出限制时，发送警报并将处理后的数据发送到显示器，与设置的警报距离相比较。
原理图如图1。
2 系统硬件设计2.1 STC89C52单片机STC89C52作为超强抗干扰，强大在线加密，可编程高速，低耗能CMOS 8位微控制器。
功能强大，适用于许多更复杂的控制应用。
2.2 复位电路电路在微机系统中的稳定可靠运行，复位电路是不可或缺的部分。
为了可靠性，在电源稳定后，必须在延迟后取消复位，从而防止基于单片机的超声换向系统设计文/刘茂进电源开关插入过程引起的抖动并影响复位。
电容通常为10UF 或22UF ，可以使用铝电解电容。
当MCU 的复位电路导通时，电容器一开始就不充电，电容器的内阻非常低。
上电后，5V 电源通过电阻为电解电容充电。
电容两端的功率将从0V 缓慢上升至大约4V （此时通常小于0.3秒）。
所以，当复位电路上的引脚从低电平上升到高电平时，将会使内部电路立即复位。
当按下复位按钮时，电容器的两端放电，电容器返回0V ，因此执行复位操作。
2.3 晶振电路这是MCU 系统正常运行的保证。
soildworks超声线设计
soildworks超声线设计
超声线设计，是将超声波发射和接收装置放置在扫描空间内，用于捕获不同物体的图像。
超声线可被用于检测和识别许多物体形态，可以为机器人或机器视觉系统提供定位指令，
用于正确抓取或投放物体，特别是现代以机器人为主导的自动化工厂和自动化仓储设施，
超声线设计往往被认为是实现其功能的重要因素。
在超声线设计方面，SolidWorks是一款常用软件，采用其广泛的几何绘图设计科技进行设计，可以提供完整的设计功能。
SolidWorks还提供了一系列数值分析功能，内置了许多标准的性能指标，用户可以用来进行模拟和分析，从而使设计的超声线具有更高的精确性和
可靠性。
此外，SolidWorks还支持用户可以将其嵌入模拟系统，并且伴随模拟可视化技术，可以更有效地诊断超声线设计中的错误和缺陷。
因此，SolidWorks可以为超声线设计项目提供全面的设计解决方案，用户可以轻松实现设计目标，从而为2015年自动化技术的发展领域注入新的活力。
机器人综合应用系统的设计与实现
机器人综合应用系统的设计与实现一、引言机器人在现代工业领域的应用越来越广泛，在生活中的应用也越来越多，例如智能家居、无人驾驶等等。
因此，设计一个机器人综合应用系统已经成为一个非常有意义的课题。
本文将介绍机器人应用系统的设计思想和实现方法。
二、设计思路机器人综合应用系统包含了多种机器人应用的实现，需要涉及到机器人的控制、计算、图像识别、语音识别等多个方面。
在这种情况下，我们需要将这些模块进行分层、模块化，实现快速搭建和扩展。
因此，我们采用了MVC模式来设计机器人综合应用系统，将机器人控制层、计算层、图像识别层、语音识别层和UI层进行分离，分别在不同的模块中进行实现，这样可以保证系统的扩展性和可维护性。
三、控制层的实现机器人控制层需要对机器人进行控制运动，通过串口或蓝牙模块和单片机进行通信。
我们使用Arduino板来实现机器人的控制模块，通过编写Arduino语言来编写控制程序，实现机器人的基本动作：前进、后退、左转、右转、停止等。
同时，Arduino板和控制模块之间需要进行通信，将控制命令传输给单片机，并接收单片机返回的状态信息，例如电压、温度、速度等信息，来实现对机器人的基本监控。
四、计算层的实现计算层是机器人综合应用系统的核心，用于实现机器人的智能化操作和处理数据。
我们通过使用Raspberry Pi处理器来实现机器人的计算层，使用Python语言进行编程。
在计算层中，我们需要实现机器人的自主避障、路径规划、目标搜索等操作。
通过机器人的传感器，例如超声波传感器、红外线传感器等来检测机器人所处的环境，再通过算法进行处理，实现自主避障和路径规划等功能。
同时，在计算层中，我们还需要实现机器人的图像识别和语音识别功能。
五、图像识别层的实现图像识别层我们使用OpenCV、TensorFlow等开源工具来实现。
通过机器人自带的摄像头，我们将机器人所拍摄的图像传输给计算层，通过图像处理算法进行图像识别、物体检测、人脸识别等操作。
智能驾驶汽车中的视觉识别技术研究
智能驾驶汽车中的视觉识别技术研究随着科技的不断发展，智能驾驶汽车已经不再是未来的梦想，而是正以惊人的速度成为现实。
智能驾驶汽车依靠各种高新技术的支持，其中最为基础和重要的技术就是视觉识别技术。
本文主要探讨智能驾驶汽车中的视觉识别技术研究，包括该技术的原理、发展历程以及未来发展方向。
一、视觉识别技术原理视觉识别技术是智能驾驶汽车中最为核心的技术之一，其原理是利用图像处理技术将汽车周围的环境及道路条件提取到图像中，然后通过深度学习等算法，将这些图像数据识别出来，进而实现自主驾驶。
在实现这一过程中，需要克服的难点主要有以下几个方面：1.识别环境中的所有物体，包括动态和静态的。
2.预测物体的位置和行驶方向。
3.自主决策，选择最佳的路线和行驶方式。
因此，视觉识别技术的研发不仅需要图像处理技术的支持，也需要深度学习以及决策模型技术的帮助。
二、视觉识别技术的发展历程1.视觉识别技术的萌芽期视觉识别技术可以追溯到20世纪50年代初期，当时出现了较早的计算机视觉系统，可以进行数字图像处理。
随着计算机技术的不断进步，图像处理技术不断发展，视觉识别技术也逐渐成型。
2.神经网络革新上世纪80年代后期，神经网络开始在计算机视觉领域中广泛应用，神经网络算法通过自动训练神经元，实现了对真实世界图像的成功分析和分类。
这种方法的成功为视觉识别技术实现了很大的突破，其深度学习方法开始逐渐被应用于智能驾驶汽车。
3.机器学习技术的发展21世纪初期，随着机器学习技术的发展，视觉识别技术的水平得到了质的提高。
机器学习技术通过收集大量数据并推断、联想、分类和预测，实现了对图像信息的高效分析。
机器学习的发展，更是加速了视觉识别技术的发展和应用。
4.深度学习技术的应用近年来，深度学习技术的应用，进一步提高了智能驾驶汽车的精度和稳定性。
深度学习通过卷积神经网络等算法，对图像信息进行更加精准的分析和识别，并能够快速地做出自主决策，使智能驾驶汽车的行驶更加安全可靠。
基于STM32单片机声源方向识别器设计与实现毕业设计论文
摘要本科毕业设计（论文）基于STM32单片机声源方向识别器设计与实现I燕山大学本科生毕业设计（论文）原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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作者签名：日期：II摘要学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日III燕山大学本科生毕业设计（论文）摘要近年来，基于麦克风阵列的声源定位系统被广泛地应用于电话会议、视频会议、语音增强、助听器等系统中，因此受到了越来越多的关注，已经成为一大研究热点。
特斯拉视觉方案原理
特斯拉的视觉方案是指其在自动驾驶和车辆安全系统中使用的视觉识别技术和算法。
特斯拉的视觉方案基于计算机视觉和深度学习技术，主要通过摄像头等传感设备获取车辆周围的视觉信息，并对这些信息进行分析和处理，以实现车辆环境感知、物体识别和场景理解等功能。
其原理可以概括如下：
1. 传感设备获取视觉信息：特斯拉车辆配备了多个摄像头和其他传感设备，如雷达和超声波传感器。
这些设备能够实时获取车辆周围的图像、深度和距离等信息。
2. 图像数据处理：特斯拉使用计算机视觉技术对摄像头获取的图像进行处理。
这包括图像去噪、图像分割、边缘检测等操作，以提取特征和重要信息。
3. 物体识别与分类：通过深度学习算法，特斯拉的视觉方案能够对图像中的物体进行识别和分类。
这些物体可以是其他车辆、行人、交通信号灯、道路标识等。
通过深度学习模型的训练，系统能够识别不同的物体类型，并进行相应的处理和决策。
4. 环境感知和事件分析：基于视觉识别结果，特斯拉的系统
可以实现对车辆周围环境的感知和理解。
它可以检测其他车辆的位置、速度和行为，判断行人的存在和动作，识别交通信号灯的状态等。
通过对物体位置和行为的预测分析，特斯拉的系统可以做出相应的驾驶决策。
需要注意的是，特斯拉的视觉方案不仅仅依赖于摄像头和视觉识别技术，还结合了其他传感器（如雷达、超声波等）的数据和算法，以提高环境感知和车辆控制的准确性和鲁棒性。
此外，特斯拉的技术团队还会持续改进和优化视觉方案，以提升自动驾驶和车辆安全性能。
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超声波视觉识别系统的设计和实现电子信息工程专业学生王靖指导老师闫改珍摘要：木文详细介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声测距系统。
该系统是以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离。
本系统安装使用方便，价格便宜，有较广阔的应用前景。
超声测距系统的设计原理以达到更优的系统性能为目的。
为适合不同的测距范围，单片机设置了远近两种发射模式，即近距离测量时使脉冲串来增强回波信号，根据回波信号特点得到了最佳接收机的组成。
论文概述了超声波检测的发展及基本原理，介绍超声传感器的工作机理及特性，对于影响测距系统的一些主要参数进行了讨论。
并且在介绍超声测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。
针对测距系统发射、接收、检测、显示部分的总体设计方案进行了论证。
进一步介绍了AT89S51单片机在系统中的应用，分析了系统各部分的硬件及软件实现。
实验表明，各主要波形及技术指标均达到设计要求。
该系统对有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，最后文中分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善提出了一些改进建议。
关键词:超声波，超声传感器，超声测距，单片机，温度补偿1、引言1.1课题研究的目的和意义人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中，面临着自身能力、能量的局限性，因而发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务．智能机器，包括智能机器人，是这种机器最理想的形式，也是人类科学研究中所面临的最大挑战之一．智能机器是指这样一种系统，它能模拟人类的功能，能感知外部世界并有效地解决人所能解决问题．人类感知外部世界主要是通过视觉、触觉、听觉和嗅觉等感觉器官，其中约80%的信息是由视觉获取的．因此,对于智能机器来说，赋予机器以人类视觉功能对发展智能机器是及其重要的，也由此形成了一门新的学科—机器视觉(也称计算机视觉或图像分析与理解等)．机器视觉的发展不仅将大大推动智能系统的发展，也将拓宽计算机与各种智能机器的研究范围和应用领域。
虽然说人类听不出超声波，原因就是蝙蝠能发出2～10万赫兹的超声波，这好比是一座活动的“雷达站”。
蝙蝠正是利用这种“雷达”判断飞行前方是昆虫，或是障碍物的。
我们人类直到第一次世界大战才学会利用超声波，这就是利用“声纳”的原理来探测水中目标及其状态，如潜艇的位置等。
此时人们向水中发出一系列不同频率的超声波，然后记录与处理反射回声，从回声的特征我们便可以估计出探测物的距离、形态及其动态改变。
医学上最早利用超声波是在1942年，奥地利医生杜西克首次用超声技术扫描脑部结构；以后到了60年代医生们开始将超声波应用于腹部器官的探测。
如今超声波扫描技术已成为现代医学诊断不可缺少的工具。
超声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。
当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波声波。
超声波具有如下特性：(1) 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。
(2) 超声波可传递很强的能量。
(3) 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。
(4) 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
测距技术目前一般采用的有超声波测距、微波雷达测距、激光测距、摄像系统测距四种。
这几CCD种测距方式各有优缺点,超声波传输速度较慢,主要用于短距离探测;微波雷达测距环境适应性好但易受电磁干扰;激光测距测量时间短、量程大、精度高,但对外界自然环境敏感; 摄像机系统精度高并CCD可进行三维图像显示,但价格较高。
1.2课题研究的内容1）硬件部分的设计(1)传感器的选型(2)运用protle2004进行绘图(3)数据采集的系统2）软件部分的设计(1)软件的介绍(2)系统界面的设计(3)流程图的程序(4)数据仿真1.3 国内外研究的情况一般认为，关于超声波的研究最初起始于1876年F.Galtno的气哨实验，这是人类首次有效产生的高频声波。
这些年来，随着超声波技术研究的不断深入，再加上其具有高精度、无损、非接触等优点，超声波的应用变得越来越普及。
目前已经广泛地应用在机械制造、电子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工业领域。
此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。
国外在提高超声波测距方面做了大量的研究，国内的一些学者也作了相关的研究。
中国测试技术研究所李茂山在《超声波测距原理及实践技术》中详细地阐述了超声波的测距原理，并给出了实现超声波测距的具体框图，并讨论了影响超声波测距精度的几种原因。
在本文中，在此文中，作者分析，利用超声波测华北电力大学硕十学位论文距是立足于声速在既定的均匀媒传播速度有一恒定数值，不随声波频率变化的特点，超声波测距的关键是把声源由反射到返回的传播时间计量出来，若要求测距误差小于0.01米，那么测量时间的误差必须小于30微秒。
因此，实现声波测距须避开直接测量时间的方法，刁‘能获得实用的测长精度。
在本文中，作者还粗略地提了一下超声波测距的误差的主要来源和对超声波测长仪的校正。
1998年，曼内斯德马泰克(秦皇岛)有限公司推出了一种数字式超声波位移测量仪，李忠杰在《数字式超声波位移测量仪的研究》一文中介绍了这种数字式超声波位移测量仪的结构，工作原理和功能，其数据处理借助于单板机，给出了程序框图，对仪表的各部分硬件电路做了较详细的说明，并列出了部分仪表的实测数据，并分析了误差产生的原因。
在此文中，给出了超声波测距仪在对液压缸位移进行测量时与其它位移传感器的优势所在，并给出了单板机的程序框图。
中国科学院上海声学实验室的王润田在《双频超声波测距》一文中提出了一种双频超声波测距的原理和方法，由于空气对超声波的吸收与超声波的平方成正比，因此，用来测距的超声波的频率不能很高，但另一方面频率越低，波长越长，测长的绝对误差就越大，测距的范围加大与测量精度实际上是一对矛盾。
王润田提出，为了在一个较长的范围内达到测距的精度，在测距时同时发射两个频率的超声波，频率较大的测较近的距离，频率较小的测较长的距离，这样在较大的范围内实现较高的测距精度。
厦门大学海洋系的童峰在《一种高精度超声波测距处理方法》一文中，提出在超声测距系统中，测距误差也即声脉冲传输时间t的测量误差，实际上是对测距脉冲回波前沿的检测误差，作者根据声的发射，反射及传输理论推出并用实验验证了测距回波包络曲线的近似方程，据此提出了一种高精度超声波测距信号处理方法，并由理论分析与实验结果，提出了一种基于归一化包络曲线的抗起伏信号处理方法，其步骤为:A.用一定的检测方法计算出方程中和起伏参数;B.根据包络方程推算出回波的理想前沿:C.得到准确的声波传播时间;D.乘声速除以2即得距离;并且给出了系统硬件的框图及软件部分的具体功能。
实验结果显示，在2.5一12米的范围内，系统最大测距误差为0.24%，并具有较高的稳定性。
南昌航空工业学院的江泽涛在《温度对液体中超声波速度的影响》一文中，详细地分析了温度对超声波在液体中传播速度的影响，导出了超声波速度同液体压缩系数及密度的关系，研究了压缩系数及密度同温度的关系，进而研究了温度对声速及声时的影响，用实验测量了不同的液体成分下的声时同温度的关系。
郑丰隆在《提高超声波测距分辨力的一种单片机测量电路》一文中分析了单片机的内部误差及其分辨力，为了提高测量精度，作者从硬件的角度设计了种外l伺电路，提华北电力大学硕十学位论文高了计数参考频率，从而提高了仪器系统的测量精度。
对于测控系统来说，一个测量精度高、抗干扰能力强的传感器是必要的，超声传感器对于超声波测距系统来说是非常关键的，陕西师范大学的董胜林，董晓宁研制了一种圆板膜弯曲振动模式的气介式超声波传感器。
单片机在超声波测距系统中也有很重要的作用，东北电力学院的韩保亮，孙伟对这方面进行了有益的探索。
在一文中，细述了测量原理以及以单片机为核心的硬件组成部分。
在文章末还对不同反射面被测物对超声测距的影响进行了分析，并给出了光滑硬表面和泡沫塑料表面物体的实测数据，分析了造成盲区的原因。
误差的处理的合理性对于测距系统精度的提高来说是非常重要的，山东矿业学院济南分院的曹茂永，张诩芳在《泥浆中超声测距误差分析及修正》一文中分析了超声波测距在泥浆中产生的三种误差即:固定探头误差，声速误差以及随机误差。
并对这几种误差进行了修正，实践证明，这几种误差修正的方法有效地提高了测量系统的准确度。
KimiyukiMitsui，MakotoKoike，HidehikoTsukamoto在一文中提出了一种基于像散焦点差探测理论的一种新的超声传感器。
在研究这种传感器中作者作了一个假设即:薄透镜理论也适用于物镜和柱面透镜，这种假设是有效的，因为，射线光学是基于Snell法则，而Snen法则也适用于超声波。
文中也给出了作者的实验曲线，证明这种方法是有效的。
2. 超声波测距技术综述2.1超声波的概述我们知道，当物体振动时会发出声音。
科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。
我们人类耳朵能听到的声波频率为20～20，000赫兹。
当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，我们便听不见了。
因此，我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。
声波在真空中不能进行传播，必须通过气体、液体、固体或者三者的组合体作为介质才能传播。
通常情况下，声波在空气中的传播速度约为344m/s，液体中约为120Om/s，固体中约4000m/s。
空气中超声域(20KHz~106KHz)内的波长约为1.7em~0.3X10一4em[I 一2]。
超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰，对被测目标无损害以及声波传播速度在相当大范围内与频率无关等独特优点，越来越受到人们的重视，已广泛的应用于工业定位检测、无损探伤、医疗诊断、移动机器人、汽车防碰撞和海洋捕捞作业等领域2.2超声波传感器简介超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。