【超声波测距】超声波测距是一种利用超声波在空气中传播的特性，通过测量超声波发射与接收之间的时间差来计算距离的技术。该方法广泛应用于工业自动化、机器人导航、汽车倒车辅助系统等领域。其原理简单、成本较低，且具有非接触、抗干扰能力强等优点。
一、超声波测距的基本原理
超声波测距的核心在于利用超声波的传播速度和时间差来计算目标物体的距离。具体步骤如下：
1. 发射超声波：传感器发出一个高频声波脉冲。
2. 接收回波：当声波遇到障碍物后反射回来，被接收器捕获。
3. 计算时间差：记录从发射到接收的时间间隔。
4. 计算距离：根据公式 $ d = \frac{v \times t}{2} $ 计算距离，其中 $ v $ 为声速，$ t $ 为往返时间。
二、超声波测距的优点与缺点
| 项目 | 内容 |
| 优点 | - 非接触式测量 - 成本低 - 抗电磁干扰能力强 - 结构简单，易于实现 |
| 缺点 | - 受环境温度影响较大 - 测量精度受空气湿度影响 - 无法穿透不透明物体 - 测量范围有限 |
三、典型应用场景
| 应用领域 | 具体应用 |
| 汽车行业 | 倒车雷达、自动泊车系统 |
| 工业自动化 | 物料检测、液位监测 |
| 机器人 | 障碍物识别、路径规划 |
| 家用电器 | 自动门控制、智能扫地机器人 |
四、影响测距精度的因素
| 因素 | 影响说明 |
| 温度 | 声速随温度变化，需进行温度补偿 |
| 湿度 | 湿度会影响声波传播速度 |
| 表面材质 | 不同材质对声波的反射能力不同 |
| 环境噪声 | 干扰信号可能影响接收准确性 |
五、常见型号与参数对比（示例）
| 型号 | 最大测距 | 分辨率 | 工作频率 | 接口类型 |
| HC-SR04 | 450 cm | 1 cm | 40 kHz | 数字IO |
| SRF04 | 6 m | 1 mm | 40 kHz | 模拟输出 |
| MaxSonar LV-MaxSonar | 8 m | 1 cm | 40 kHz | RS-232/UART |
六、总结
超声波测距作为一种成熟且实用的测距技术，在多个领域中发挥着重要作用。尽管存在一定的局限性，但通过合理的硬件设计和软件算法优化，可以有效提升其测量精度和稳定性。随着技术的进步，未来超声波测距将在更多智能化设备中得到更广泛的应用。
