课题组成员

组长：籍浩然

组员：杨译博 马煦然 成政儒 张慎桐

指导教师：邵馨阅

报告执笔人：籍浩然

完成时间：9月28日

主导课程：超声波雷达交通应用

相关课程：物理学

（一）书面材料

课题成果：

1） 预期的成果：三个实验均成功，符合预定推测。

2） 课题实际取得的成果：

实验一结果：通过实验发现被检测物体的实际宽度越宽，超声波雷达检测到的宽度就越宽；

物体的实际宽度和超声波雷达检测到的宽度不一致。

小组认为，测量误差可能是温度的差异而音速不同导致的，也可能是雷达系统本身条件限制。

由此超声波雷达可以检测类似电动车一类的小宽度物体，但会出现宽度误差，

这有可能造成车辆在运行过程中的刮蹭。

实验二结果：在Matlab模拟相控阵雷达中，天线阵列元素数量越高，信号主瓣的角宽度越小；天线阵列元素数量越低，信号主瓣的角宽度越大。由此增加相控阵雷达数量的确可以增加精度，

但与此同时，其检测范围也会缩小。

实验三结果：通过实验发现：超声波雷达可以检测液面高度。且检测液面的实际高度越高，超声波雷达检测到的液面高度就越高。雷达检测到的液面高度与实际不一致。

小组认为，测量误差可能是装置本身存在的，也可能是水面存在的杂质或波纹，与杯壁的反射共同导致了测距不稳定。超声波雷达可以检测液体的液面高度，但其测量精度仍然不高。

由此，可以将超声波雷达安装在徐州城市的下水道中，增加检测位点以此减少误报警的现象。

参考书目及资料：[1]   Phased Arrays - Steering and the Antenna Pattern | An Animated Intro to   Phased Arrays  https://youtu.be/jSDLfcNhThw?si=rEqEbEASAsLLceQ0

[2] Phased Array Antenna Patterns—Part 1: Linear Array Beam   Characteristics Array Factor

https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/phased-array-antenna-patterns-part1.html

[3] 樊浩，郑和友. 手持式毫米波雷达发展综述 [J]. 科技视界, 2024, 14(24):76-80. [4] 孙宇凤，基于超声波传感器测距系统关键技术的研究 [D]. 西安电子科技大学, 2019.

[5] 常亮亮，基于激光雷达的车道线检测方法研究 [D]. 重庆邮电大学, 2019

附录材料（要求提交原始记录）包括：

活动记录表（1）份 访谈表（）份 实验记录（）份

调查表（）份 测量数据记录（3）份 论文（2）份

（二）实物材料，如制作的图片，模型，照片，事物样本，音像资料等

编号：HB-01

名称：科学探究海报

制作者：籍浩然

内容：涉及本项目的大部分内容

功能：可以辅助阅读，知晓本项目的应用前景与研究方法。

（三）演示课题成果所需要的条件，要求（如特别需要，请说明）：

注意雷达周围必须是空旷环境，否则易造成干扰。