超声波能在气体、液体和固体介质中以不同形式传播,并且适应各种恶劣的环境,故其在医学、工业、生物科学、军事等领域都有广泛应用。超声波测距作为一种典型的非接触式测量方法,适用于很多场合,比如车辆倒车防撞、移动机器人导航、物位测量等等。本文将超声波测距应用到管道障碍物检测定位中,解决了某些特殊环境中的管道障碍物检测问题,由于其体积小,成本低,原理简单,所以适合广泛应用与推广。本文应用超声波测距的原理来检测管道障碍物,采用渡越时间法估算障碍物位置,主要衡量标准有测距精度和最大测量距离。最大测量距离取决于超声波发射信号所携带能量的大小；而测量精度则取决于渡越时间的估算精度。所以选择合适的发射信号,以及合理的时延估计算法,使得回波信号在经过放大、滤波、整形等处理之后,能够有较大的测距范围和较高的测量精度。本文主要做了如下工作：1.将超声波测距应用到管道障碍物检测中,由于管道壁对超声波的约束,相对于普通环境,其在管道中的衰减速度相对较慢,传播距离更远,从理论上分析超声波测距应用到管道障碍物检测定位系统的可行性。2.给出了本课题超声波产生、发射以及回波信号接收电路设计,为本课题提供了良好的硬件实验平台。其中,发射电路由信号产生电路和信号驱动电路两部分组成,回波接收电路主要由放大电路和滤波电路两部分组成。3.为了提高测量精度,给出了四种不同的编码方式,包括m序列、Gold序列、平衡Gold序列以及L序列,三种不同的调制方式,包括二进制振幅键控、二进制频移键控和二进制相移键控,将上述四种编码方式和三种调制方式两两组合,脉冲波作为载波,构造超声波激励序列,分别进行实验,比较检测结果,寻找最优组合。分析误差产生的主要原因,对测量结果进行误差修正,尽量减小测量误差,并选择不同大小和形状的障碍物分别进行实验,比较测量结果,分析其对测量误差的影响。本论文研究了利用超声波检测管道障碍物的方法,并通过MATLAB对实验数据进行仿真。理论分析和计算机仿真结果表明只要选择合适的发射信号,就能对管道中的障碍物位置进行较为准确的定位,因此本文的研究对于管道障碍物检测定位具有重要的意义。