高精度超聲倒車雷達的設計
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波束角的大小，代表著超聲傳感器有效探測范圍的大小。因為在傳感器有效探測范圍以外，聲波能量過于分散，無法產生有效的回聲，也就無法測出相應的距離。所以，超聲波測距裝置通常只能夠探測到處在其傳感器波束角范圍內的物體的距離。
在相同環境下，由于超聲波測距系統測距的依據只有回波時間這一項，所以在系統的有效探測范圍內，以超聲傳感器為圓心，處于同一圓弧上的物體，都會產生相同的回波時間，都會得到相同的測距結果。這就是說，使用超聲系統測距測得的距離并不一定是傳感器正前方的物體的距離。超聲波測距，只能測得被測物體的距離，卻無法確定產生該距離的物體的確切方向，也不能確定產生該距離的被測物是否只有一個。測距系統選用的傳感器波束角越大，被測物體的具體方位就越不確定，測距的指向性也就越差。指向性不足是超聲波測距最大的缺點。
2 以往設計方法的缺陷
以往的超聲倒車雷達設計，均采用了多個超聲傳感器均勻陣列的探測方式。并且要求所有傳感器的探測范圍之和，能夠覆蓋車體后部的全部區域，以保證能夠全面探測泊車環境。
由于超聲測距系統的指向性與探測范圍成反比，所以如果要求系統能夠更精確地測得障礙物的位置，就必須使用數量較多的小波束角傳感器密集陣列。但是這樣的方法成本較高，并且影響車輛美觀，更重要的是如果傳感器密集陣列相互之間還可能會造成干擾，影響探測的可靠性。所以目前的倒車雷達系統大多犧牲了測量的準確性，而選用3～4個探測范圍較大的大波束角超聲傳感器陣列探測。
這樣的設計方法只能夠探知障礙物的存在，卻無法明確障礙物的具體方位。并且，這樣的探測方法也仍舊存在著一定的盲區。如圖2所示，在距離車尾較近的位置，如果出現體積較小的障礙物位于兩個傳感器之間，就很可能會被系統漏測。這是由超聲測距系統自身的特性決定的，無法克服。本文引用地址：http://www.104case.com/article/161474.htm
圖中標號區與為各傳感器有效探測范圍，陰影部分即為相鄰傳感器探測區域之間的探測盲區。
3 扇形掃描探測方法
為了克服超聲測距系統指向性差且存在探測盲區的缺點，設計中使用了通過步進電機驅動單套小波束角傳感器，做扇形掃描探測的方法。
3．1 扇形掃描探測方法
在設計中，使用步距角為7．2°的步進電機，驅動波束角為5°的超聲傳感器。在每一輪掃描中，電機步進20步，掃描車輛正前方左右共144°的范圍。這樣，從起始位置開始，超聲傳感器總共會在21個不同的角度上進行測距。步進電機每步進一個角度，測距系統就在當前的角度上測得一個距離信息，結合當前的掃描角度，就會得到一個較為精確的，包含距離、方向兩方面內容的位置信息。每完成一輪掃描，就會得到21個連續的位置信息。依據這些信息，就能夠較為精確地判斷障礙物的具體方位，得知相對準確的泊車環境。掃描角度如圖3所示。
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