请用超声波传感器设计一个汽车倒车防碰装置，画出框图及原理图。
实验四十九 CCD图像传感器线（圆）径测量实验
CCD线（圆)径测试实验仪是利用物体(被检测物)在CCD成像传感器上的投影 来测量物体径向宽度的光电测量设备。利用计算机技术将CCD成像传感器上的投 影图像，通过数字化的采集、传输、处理，最终显示，使得能更方便、准确地观察、 测量物体的几何形状及尺寸，尤其是微小的物体，并可以存储、保存或打印测量内 容，大幅度地提高了工作效率，减轻了操作者的工作强度。
一、CCD线( 圆)径测试仪的特征和参数 1、成像面尺寸：6403480像数 2、镜头焦距：可调
3、有效测量范围：0.5mm～10mm 4、干扰误差：小于0.5mm
二、CCD线（圆）径测试仪系统组成 1、成像传感器及电子处理模块 2、成像光学系统 3、标准件 4、遮光盒
5、USB接口线 6、测量软件
三、CCD线径测试仪测量原理
被测体与背景发出的自然光，通过光学系统后，在CCD传感器端成像，成像的
清晰度由光学系统控制(即调焦），摄像头具有自动调焦的功能，也可手动调焦。由 于被测体与背景在成像端有一定的对比度，通过二值化图像，可测出被测体的像 素，当被测体与光学系统的距离一定时，被测体的成像像素与被测体实际尺寸具有 一定的比例关系，通过标准件的定标，得出相应的比例因子，这样通过计算就能测 出被测体的尺寸。
四、CCD线（圆）径测试仪实验步骤 1. 将仪器上的USB线连接到计算机上 2. 软件安装：
与本软件配套使用的实验仪是杭州赛特传感技术有限公司生产的CCD线（圆） 径测试仪。
首先安装摄像头的驱动程序，安装完成后会在设备管理器的图像处理设备中出现USB PC Camera，表示驱动安装完成。
然后，把光盘中的DimensionWithCamera.exe文件复制到所要安装的目录 下。（本测量软件无需安装）
3. 使用：
双击DimensionWithCamera.exe图标，即启动CCD线（圆）径测试仪软 件程序。便会出现上图，说明如下： <1>系统：点击系统可选择退出；
<2>选项：点击选项可进行参数设置；如下图
取点位置为测线径时的设置(如上图)，利用水平的五条直线（即绿线，位置 可自己设定，设定范围在100-500垂直像素之间）与被测物体左边相交的五个 点确定一条拟合直线，在被测体的右边与这五条直线的交点上任意选定一点（即 小红点），那么此点到左边拟合直线的垂直距离即为被测体的线径。
光线强度的设置（如上图），根据被测环境的情况选择合适光线强度，调节 到二值化图像清晰为止，在被测体图像上无黑斑。根据被测体的亮度选择相应 项（此实验装置选第一个）。
镜头参数的设置（如上图）：本仪器镜头至背景的距离为50mm。由于摄像头 采集出来的图像边缘有一定的几何失真，为此本软件设定了变形修正系数。用于补偿几何变形。
系统参数的设置（如上图）:
①测量间隔时间：即每隔多少时间测量一次； ②取值平均次数：设定显示值的测量次数；
式中： 为显示值，N为取值平均数, , , 为每次的测量值 ③像素转换系数为设定像素与实际物体的比值（比例因子），单位为像素/
毫米。在实验中先用标准件测出它的像素值，除以标准件的实际尺寸，求得它 的像素转换系数，再去测其它的被测体。
<3>控制：控制测量的启动和停止。当启动后出现下图，
4>形状：设定测线径还是圆径。 <5>二值化图像显示窗口。 <6>原始图像显示窗口。 <7>测得的实际像素值。
<8>除以比例因子后的实际值。 注意：
1.当测不到物体或者测量无效时会发出警报声。
2. 在测量圆径时，二值化图像中的十字架必须点在圆盘里面的任意位置。 3.在标定好像素转换系数后不能移动测试系统。
实验五十 光栅传感器莫尔条纹与栅距关系实验
一、光栅传感器原理
光栅传感器是由标尺光栅和指示光栅组成的。光栅在本质上是指在光学玻璃 上平行均匀地刻出的直线条纹。在标尺光栅和指示光栅上，它们的线纹密度一样， 一般为10～100线/毫米，标尺光栅是一个固定的长条光栅，指示光栅是一个可以 在标尺光栅上移动的短形光栅，它们结构如图1-1所示。
把指示光栅平行放在标尺光栅上面，再使它们线纹之间形成一个很小的夹角， 在光线照过光栅时，在指示光栅上就会产生若干条粗的明暗条纹，这称莫尔条纹。 当指示光栅和标尺光栅相对作左右移动时，莫尔条纹也作相应的移动。 二、演示装置说明
本装置的光栅数为50线，所以栅距为1÷50=0.02mm,也就是说，当莫尔条纹形成时， 可观察到的粗暗条纹间距应为0.02mm(或粗明条纹间距)。注意的是莫尔条纹由最暗条纹到 最明条纹是逐渐递变的，再由明条纹到暗条纹也是逐渐递变的。
本装置使用外供电源为直流5V，对于圆孔插头，圆心（对应红线）为正极，外壳（对应兰线） 为负极。
实验时 点亮传感器装置内的发光二极管，逆时针(或顺时针)旋转千分卡，透过指示光栅 的四小片区域，可看见明暗相间的莫尔条纹移动。为了便于观察，以指示光栅的四小片区域中
的其中之一扇区作为瞄准区域，采用单眼观察，距离观察窗30~50cm，保持观察姿势不动，很
缓慢地旋转千分卡，当莫尔条纹通过被观察的扇区时，其亮度将逐渐由最明渐变到最暗，再由
最暗渐变到最明，如此循环。当观察到扇区由第一次最暗渐变到第二次最暗时，即相当于传感
器装置位移了一个周期，相当于一个栅距0.02mm，由于旋转的千分卡每一细格为0.01mm， 所以，每观察到莫尔条纹移动一个栅距0.02mm（一个条纹周期），千分卡即旋转了两个细格
230.01=0.02mm。
注意旋转千分卡时，手势应很缓慢，观察莫尔条纹移动采用单眼观察。
实验五十一 光栅传感器莫尔条纹的细分、计数实验
一、光栅传感器原理
光栅是由标尺光栅和指示光栅组成的。光栅在本质上是指在光学玻璃上平行 均匀地刻出的直线条纹。在标尺光栅和指示光栅上，它们的线纹密度一样，一般为 10～100线/毫米，标尺光栅是一个固定的长条光栅，指示光栅是一个可以在标尺 光栅上移动的短形光栅，它们结构如图1-1所示。
把指示光栅平行放在标尺光栅上面，再使它们线纹之间形成一个很小的夹角， 在光线照过光栅时，在指示光栅上就会产生若干条粗的明暗条纹，这称莫尔条纹。 当指示光栅和标尺光栅相对作左右移动时，莫尔条纹也作上、下移动，也就是说，莫 尔条纹的移动方向和光栅移动方向是接近垂直的，如图1-2所示。
如果莫尔条纹的宽度是W，并按W/4处分别按置两个光敏三极管，随着指示光 栅左右移动，莫尔条纹的上下移动，在光敏三极管中就感应出和光线亮度相应的电