超声波测距原理

超声波是一种频率高于20KHz（赫兹）的声波，它的方向性好，反射能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离比空气中远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限超过人的听觉上限而得名。

超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。首先，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为C=340m/s，根据计时器记录的时间T秒，就可以计算出发射点距障碍物的距离L，即：L= C×T /2 。这就是所谓的时间差测距法。

由于超声波也是一种声波，其声速 C 与温度有关，表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。

超声波和雷达非常类似，是通过反射的方式进行精确测距，虽然比雷达的测距精度要差，但超声波的测距精度是非常高的，可以达到厘米级别。

用超声波做对目标定位的不多，之前有两个典型的应用

1、 超声波信标，建立类似信标的方案，广播，通过手机的耳机来听广播实现定位，精度可以达到厘米级别；

2、 超声波机器人定位，在机器人上装

https://www.seeedstudio.com/Marvelmind-Indoor-Navigation-System-Starter-Set-HW-915-868MHz-p-4296.html

· High precise(±2cm) indoor tracking system for robot and human positioning.

· Ultrasonic, ToF, and trilateration technology to measure the distance.

· Station beacon installed on the walls or ceilings and mobile beacon installed on the human body and robots.

· Beacons coverage radius up to 50 meters.

· 4 station beacons, 1 mobile beacon and 1 modem. The modem can support up to 250 beacons.