PreScan快速入门到精通第三十四讲：基于PreScan进行超声波雷达传感器仿真

超声波传感器是一种基于高频声波（＞20 kHz）的收发器。超声波传感器的工作原理与雷达传感器非常相似，通过分析传输信号的回波来评估目标的属性。

超声波传感器在汽车领域得到了广泛的应用。典型的应用是倒车时的障碍物检测、停车辅助系统和自动停车系统。在第一种应用中，通常2到4个传感器安装在后保险杠上，第二种一般在前方同样安装超声波传感器，在自动停车系统中，一般还需要加上左右两侧的超声波传感器，测量的距离为2至4米，并通过不同的蜂鸣器声音传达给驾驶员。在后一种应用中，传感器数据被输入到控制器中，控制转向、驱动和制动。

市场上有各种各样的超声波传感器。它们在安装配置、环境密封和电子功能上有所不同。在声学上，它们在工作频率和辐射模式上有所不同。

34．1 超声波工作原理

超声波传感器是一个发射声波并接收该声波反射的收发器。收发器是一种换能器，当作为发射器使用时，将电能转换成声波，当作为接收器使用时，将入射声波转换成电信号。 距离的测量是基于声波的往返飞行时间。知道介质中的声速v和往返飞行时间T，则到目标物体的距离R为

。

然而，只有当接收到的声波强度足够大时，才能进行这种计算。这个强度取决于发射波的强度、辐射模式、到目标物的距离、介质的透射率和目标物的特性。声波的强度称为声压级（SPL），详见下文超声波公式。发射和接收SPL之间的差值称为能量损失EnergyLoss。

在 ＂预扫描 ＂中，超声波传感器将只检测离传感器最近的物体。在PreScan中，目标物体的范围将被探测到，与EnergyLoss无关。当EnergyLoss被认为过低时，用户可自行决定是否放弃该读数。天气设置（降水／雾）不会自动影响结果。用户应通过衰减值来仿真天气的影响。

34．2 超声波传感器在Simulink中的表现形式

超声波传感器在SIMUlink的解调模块的输出总线包含以下信号。

声波在目标物上的仰角入射角。

角度的方向请参考公约。总线上所有信号的尺寸为一。

34．3 超声波对话选项卡

34．3．1位置选项卡

通过输入位置和方向值，传感器将相对于角色的原点进行移动和旋转。角色的局部轴定义原点为蓝色，而传感器的局部轴定义和原点则显示为红色。正定位角的定义请参考公约。注1：图形表示只有在改变生效后才会更新。

注2：所描述的传感器光束表示法可能无法反映实际情况，因为光束表示法只是二维的。这意味着只有2D平面上的方向变化才会被考虑在内。例如，在顶视图平面上，只有光束的方位角方向是正确的可视化。如果传感器倾斜了90度，其表现与传感器未倾斜时相同。类似的情况也发生在 ＂构建区域 ＂中。

34．3．2 基本选项卡

此选项卡允许更改传感器的捕获频率，以及光束视场和范围。请注意，超声波传感器使用的是锥形光束，因此方位角和仰角视场始终是相同的，而仰角值将始终保持灰色。