描述
超音波測距儀 是一種感測器，它使用超音波進行迴聲定位，以測量感測器與聲音反射回來的物體之間的距離。 測距儀是 3 線系列感測器之一。 它有兩根 3 線電纜。 有一條黑色、紅色和橙色的「輸出」電纜，可向 40KHz 揚聲器提供脈衝功率；黑色、紅色和黃色的「輸入」電纜從高頻麥克風接收器發送迴訊號。 （註：正常聽力範圍通常在 0.02 KHz 到 20 KHz 之間，因此此感測器產生的聲音應遠高於大多數人能聽到的聲音。）
3 線感測器 與 V5 機器人大腦或 Cortex 相容。 其感測器電纜可使用 3 線延長電纜進行延長。
為了使超音波測距儀能夠與 V5 Brain 配合使用，兩條感測器電纜都需要 完全 插入 V5 Brain 3 線連接埠。 輸出電纜需要插入 3 線端口，輸入電纜需要插入下一個連續的 3 線端口。
例如，感測器上標示為「OUTPUT」的（黑色、紅色和橘色）電纜可插入 3 線連接埠 A，然後需要將標示為「INPUT」的（黑色、紅色和黃色）電纜插入 3 線連接埠 B。注意：只有特定的連接埠對才能運作（AB、CD、EF 和 GH）。
超音波測距儀包含在 高級感測器套件 中，也可以在此處購買 。
| 測距儀 | 兩個 3 線端口 |
超音波測距儀的工作原理
超音波測距感測器使機器人能夠利用高頻聲波檢測其路徑中的障礙物。 感測器發出 40KHz 聲波，該聲波從反射表面反彈並返回感測器。 然後，利用波返回感測器所需的時間，可以計算到物體的距離。
測距儀的可用範圍介於 1.5 英吋（3.0 公分）和 115 英吋（300 公分）之間。 當感測器嘗試測量小於 1.5 英吋的物體時，聲音回波速度太快，感測器無法偵測到；而超過 115 英吋時，聲音強度太弱而無法偵測到。
聲波的特性影響此範圍。 例如，如果被偵測的物體沒有堅硬的表面（例如 2016-2017 VRC 遊戲 Star Strike 中使用的織物大立方體），則聲波可能會被吸收，感測器可能無法返回準確的讀數。
此外，如果被偵測的物體是球形（如球）或具有不規則形狀，則聲波可能會被散射並導致從感測器返回大範圍的值。 然而，超音波測距儀在用於測量到平坦硬表面的距離時提供了有用的精確測量。
超音波測距儀需要與 VEXcode V5或 VEXcode Pro V5 等程式語言配對，為 Brain 創建用戶程序，以使用感測器的距離值來控制機器人。 測距儀可以以英吋或毫米為單位測量距離。
超音波測距儀的常見用途：
超音波測距儀是一種接近感測器，這意味著它可以在不接觸物體的情況下檢測到物體。 這意味著感測器可以在機器人碰到障礙物之前偵測到其路徑中的障礙物。 超音波測距儀的一些使用範例包括：
避障： 透過早期偵測到物體，可以對機器人進行程式設計以停止或轉向以避開障礙物，無論該障礙物是場地元素、遊戲棋子或另一個機器人。
許多汽車都使用超音波測距儀來檢測其路徑中的物體並提醒駕駛員或採取規避行動。
手勢控制： 一項有趣的課堂活動是確定超音波測距儀的方向，以便手可以在感測器的特定距離範圍內移動。 當機器人檢測到這種運動時，它可以改變其行為。 例如，這可以用作機器人不會移動的事件，直到手在感測器上揮舞。 大多數機器人比賽都有特定的規則，禁止在比賽的自主期間與機器人進行此類人類互動。
導航: 超音波測距儀可用於回饋控制迴路，以控制機器人的行為。 這可能是這樣的行為：遠離牆壁移動一定距離並停止，向牆壁移動一定距離然後轉向不同的方向，或者停止與物體的正確距離，以便手臂和爪子正好位於拾取物體的正確位置。
當機器人使用超音波測距儀進行導航時，使用比例回饋控制會很有幫助。 這意味著誤差（機器人的目標距離與其實際距離之間的差異）用於調整傳動系統的百分比功率。
這會導致機器人在接近其所需距離時減速（因為誤差較小），直到達到指定的目標距離並停止。 這項技術將幫助機器人避免在行進速度太快時超出目標距離。
超音波測距儀在競賽機器人上的用途：
超音波測距儀在競賽機器人上使用時非常有用。 除了已經提到的避障和導航之外，機器人上還可以安裝一對測距儀來實現一些高階行為。 這兩個感測器需要安裝在機器人的同一側並間隔一定距離，例如將它們放置在底盤一側的相對角落。
方向與目標： 當兩個超音波測距儀以一定距離安裝時，它們各自可以測量到場地圍牆或其他平坦場地元素的兩個距離。 利用感測器之間的設定距離以及兩個測量距離之間的差異，V5 Brain 可以計算出機器人相對於牆壁的定向角度。
這些測量可用於在機器人開始自主路徑的下一步之前調整機器人的角度，或可用於在射擊遊戲棋子之前瞄準並調整飛輪等投擲機械手。
二次驗證： 使用與定向和瞄準相同的技術，可以使用兩個超音波測距儀來測量機器人的角度。 在這種情況下，此角度可用於驗證複雜自主路徑期間指定點處主感測器（例如陀螺儀/慣性感測器）測量值的讀數。
如果測距儀指示機器人已偏離其預期方向，則可以使用兩個測距儀的讀數對機器人進行調整和重新校準，然後再利用主感測器繼續其路徑。
無論超音波測距儀是用於執行簡單的行為（例如在距離周界牆10 英寸處停止），還是執行非常複雜的功能（例如從比賽場地對面準確射出球擊中旗幟），聲波的特性都是其基礎需要考慮感測器的測量。 換句話說，當測量圓形、不規則形狀或軟吸收表面的距離時，不要期望超音波測距儀得到的值是一致或準確的。
與大多數感測器一樣，超音波測距儀主要在比賽的自主部分使用，但是透過一些創造性思維，頂級團隊可以使用感測器來增強對機器人的駕駛員控制。