esp32 s3超声波测速

### ESP32 S3 使用超声波传感器进行测速

为了使用ESP32 S3配合超声波传感器完成测速功能，主要思路是通过测量目标物体移动过程中不同位置的距离变化来推算速度。由于超声波传感器本身并不直接提供速度数据，而是返回与障碍物之间的距离，因此需要连续多次读取该距离并基于时间间隔计算平均速度。

#### 硬件连接说明
对于采用HC-SR04这类常见的超声波模块来说，其接口定义如下：

| 功能 | 引脚名 |
| --- | ------ |
| 电源正极 | VCC |
| 触发信号输入端 | Trig |
| 反馈回响输出端 | Echo |
| 接地线 | GND |

这些引脚应当按照对应关系接到ESP32 S3开发板上相应的GPIO管脚上去[^2]。

#### Python代码实例
下面是利用MicroPython编写的简单程序片段用于展示如何获取两次测量间的位置改变从而估算瞬时速度的方法之一:

from machine import Pin, time_pulse_us
import utime

# 定义Trig和Echo对应的GPIO编号
trig_pin = Pin(18, Pin.OUT)
echo_pin = Pin(19, Pin.IN)

def measure_distance():
    trig_pin.value(0)
    utime.sleep_us(2)  # 让Trig保持低电平至少2μs
    trig_pin.value(1)
    utime.sleep_us(10)  # 发送一个持续时间为10μs的方波脉冲给Trig
    trig_pin.value(0)

    duration = time_pulse_us(echo_pin, 1)  # 获取ECHO响应的时间长度（单位：微秒）
    
    distance_cm = (duration / 2.0) * 0.0343  # 将往返时间转换成实际的一半路程再乘以声音传播速率得到最终结果
    
    return round(distance_cm, 2)


previous_time = utime.ticks_ms()
current_position = previous_position = measure_distance()

while True:
    current_time = utime.ticks_ms()
    elapsed_time_s = (current_time - previous_time)/1000.0  # 时间差转为秒作为分母参与运算
    
    if elapsed_time_s >= 1:  # 每隔一秒更新一次位置信息
        
        current_position = measure_distance()  
        
        speed_mps = abs(current_position - previous_position)/(elapsed_time_s*100)  # 单位调整为m/s
        
        print(f"Speed:{speed_mps:.2f} m/s")
        
        previous_time = current_time
        previous_position = current_position

此段代码实现了每隔一段时间就重新测定当前位置并与之前记录下的数值对比求得这段时间内的平均运动速度的功能。需要注意的是这里假设了物体沿直线匀速前进的理想情况，在实际情况中可能还需要考虑更多因素的影响如加减速等复杂情形下更精确的速度估计方法。