高精度多频脉冲超声测距法研究

摘要：

传统的超声测距方法基于单频脉冲飞行时间，原理简单、应用灵活，但由于声波易受空气衰减以及电路噪声影响，其测量精度较低，多频连续波相位检测法可以达到较高的精度，但其受限于连续声波发射，应用范围较小。为兼顾测量精度与应用范围，提出一种采用多频超声脉冲发射的方法，利用各频段声波之间的固有时间差值，结合飞行时间法精确估计超声脉冲的到达时间，再通过温度补偿测量现场的声速，即可得到精确的被测距离。该方法能够拓展超声测距的应用范围，简化硬件设计，经实验验证，在3 m范围内，测量精度可以达到0.3 mm左右。

关键词：超声测距、多频脉冲、飞行时间、时差估计、温度补偿、最小二乘拟合

分类号：TP39(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家“863”计划基金资助项目2012AA041205;国家自然科学基金资助项目51305297。

在线出版日期：2015-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：278-281,286