本文以自动泊车系统为应用背景,从泊车用超声传感器系统、高稳定性超声波测距处理算法以及基于超声传感器的倒车环境感知技术等三个方面展开了深入的理论研究并完成了主要的实验验证。具体完成的主要工作包括:(1)针对自动泊车系统的功能需求,研究了各种超声波换能器的性能特点,对泊车用多超声传感器进行了选型,测定了车位检测超声波换能器的中心频率;设计并制作了基于单片机的超声传感器系统硬件平台,能够完成不同采样频率的设定,超声通道的选择,实时地显示超声波测量的泊车车位轮廓,并能记录超声检测的结果等功能,具有功能强大、抗干扰能力强的优点。(2)在超声测距处理算法的研究方面,本文分析了调制解调系统的抗噪声性能和对系统处理增益的影响,研究了数字相关法与匹配滤波器的等价性;说明了伪随机码在测距过程中相比单脉冲调制信号的优越性,并使用包络相关解调算法实现了伪随机码数字相关测距;引入并使用了两步相关快速测距算法,使相关计算的速度得到提高。而且,面向泊车系统应用,提出了相关函数估计法的一种新的实现方案,使相关函数算法在实时系统中得到了较好地的应用。(3)根据泊车系统主动安全的需求,研究了倒车障碍物超声检测。在深入研究Polaroid 600超声波传感器波束角的基础上,建立了该传感器的检测区域模型;设计了泊车用超声传感器阵列,并对其探测范围、安全预警区域划分、工作时序进行了探讨;详细分析了在获取不同数量的距离信息的情况下的超声数据融合算法,推导出障碍位置的计算公式;根据倒车过程中避碰的功能需求,分析了两种倒车情况下汽车发生碰撞的原因,并设计了汽车间隙传感器,建立了基于超声检测的倒车环境模型。对汽车倒车环境感知技术的研究,为进一步建立基于多类型传感器信息融合的环境模型做了一些基础性工作。