随着科学技术的发展，超声波已在各行业领域中得到了越来越广泛的应用。超声波检测项目优势在于其方便迅速、计算简单、易于做到实时控制，是一种非接触检测技术，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。例如：为了使移动机器人能自动避障行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取与障碍物的距离信息。此外还可用于倒车雷达，测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，这些都具有极为开阔的市场前景。

超声波测距利用超声波发射器向某一方向发射超声波，途中碰到障碍物后返回，将其与原波形比较，由相位差计算出障碍物的距离。为了避免当原波与回波出现360°整数倍相差而难以分辨的情况，设计中超声波将以两个不同频率的波形发射以解决之。由于障碍物可能不是一个规则的平面，传统的测距方法无法检测到距离最近的点，而三维测距可以测出一定角度范围内的每一点的距离。本项目将制作一套超声波三维测距系统，将超声波发射器的相阵安置在一圆弧面上，以达到更广范围测距的效果，同时对气温的影响加以补偿，利用ADuC7060计算处理，实现对障碍物距离的测量，显示出障碍物的大体轮廓，并能计算出最短的距离。

设计中若超声波是以某一频率的正弦波形式发出，在空气中传播时遇到障碍物后返回，将回波与原正弦波相比较，即可得出两波形间的相位差，由这个相位差便可计算出超声波在发射器与障碍物之间的运动时间，继而计算出二者间的距离。然而传统单一频率的超声波测距方式存在一个缺陷，即当原波形与回波相位正好差360度的整数倍时，将无法计算出确切的相位差，所以针对这种情况，作出了相应的调整，使超声波发射器一次测距时发出两种不同频率的正弦波，并且这两种频率互质，那么上面提到的问题便可迎刃而解。

在得到了原波与回波两波形之后，利用ADuC7060处理器触发产生不同频率的方波序列，其相位比较视图如下图所示。

将其通过低通滤波器之后即可得到方波的平均值，再把这个值与方波峰值比较，即可求得不同频率下的相差，通过下面公式，可计算出时间差，从而得出与障碍物之间的距离。