當超聲波傳(chuan) 感器發出的超聲波遇到物體(ti) 返回時，探頭接收其反射回波信息，從(cong) 而可對接收到的反射回波進行分析、判斷和計算，得到物體(ti) 到探頭的距離並判斷物體(ti) 的形狀。其觸發脈衝(chong) 間隔時間可由程序控製。本係統采用5～10 ms間隔，可測最大距離為(wei) 850～1700 mm。
　　
　　設傳(chuan) 感器與(yu) 物體(ti) 之間的距離為(wei) L，空氣中的聲速為(wei) c，從(cong) 發射超聲波脈衝(chong) 到接收到反射波的傳(chuan) 播時間為(wei) Ts，則：

　　
　　傳(chuan) 播時間Ts測量的準確性直接影響著測距精度。我們(men) 測量從(cong) 發射脈衝(chong) 到接收到反射波的第一個(ge) 過零點之間的時間（零交叉點）為(wei) Ts。這個(ge) 時間比超聲波真實往返時間稍長，要加以修正。但這種方法較好地利用了接收到的反射波的上升沿幾乎不隨對象物形狀變化而變化的特性，因此其測量的時間不隨反射波信號幅度大小而變化，從(cong) 而能進行高精度的距離測量。
　　
　　所謂“零交叉點”，就是過閾值（門限）後的第一個(ge) 零點，以該點來確定反射波的到達。如下圖所示，反射波過零點不隨波形變化。

超聲波視覺識別係統的測量軟件開發
　　
　　對於(yu) 距離測量精度的另一影響因素是溫度變化和係統電路的時間延遲。溫度變化對聲速c產(chan) 生影響，可通過溫度傳(chuan) 感器進行實時補償(chang) 。即：
　　
　　                                    c=co +0. 67t
　　
　　式中：co為(wei) 標準聲速(0℃時);t為(wei) 實時測量溫度(℃)。係統時間延遲，可以由計算方法加以修正。
　　
　　通過以上的設計措施和修正，使本係統具有較高的測距精度。經測定，本係統的測距在50～850 mm範圍內(nei) ，其測量誤差在0.2 mm以內(nei) 。測距程序和峰值采集程序流程框圖如下圖所示。

測距程序和峰值采集程序流程框圖

 
　　
　　此超聲波視覺識別係統具有高精度測距功能。應用本係統，通過對物體(ti) 進行掃描，以采集距離信息和反射波幅值信息，可對零件的形狀、姿勢進行示教識別。實驗結果證明：對中等尺寸有一定複雜程度的零件，如凹凸形，階梯形，帶孔、槽和斜麵的軸類、盤類和箱體(ti) 類等零件具有識別能力。這為(wei) 自動化生產(chan) 中零件形狀特征的識別、檢測、分類提供了新的途徑。由於(yu) 超聲波視覺識別係統具有一些特殊優(you) 點，對進一步研製、開發和利用超聲波視覺識別係統都具有重要的理論價(jia) 值和實用價(jia) 值。