Arduino实时360°雷达扫描仪：超声波+双舵机+Processing可视化+图像隐写

组件与物料清单

所需工具

• 热熔胶枪
• 管材(搭建传感器支架)

软件工具

• Arduino IDE - 烧录固件
• Microsoft Visual Studio 2015 - 编译雷达绘制EXE(附成品下载)

项目特色

• 360°全向扫描：双舵机正交安装，水平180°×垂直180°覆盖半球空间
• 实时可视化：Processing/PC端实时绘制极坐标雷达图
• 数据隐写：扫描数据编码隐藏进图片中，外观仅为普通图片，实现隐蔽通信

步骤1：准备材料

• Arduino UNO
• 2个180°舵机(实现俯仰/偏航双轴)
• HC-SR04超声波模块
• 连接导线

步骤2：硬件组装与接线

按原理图连接：超声波Trig→D9, Echo→D10；舵机1(水平)→D2, 舵机2(垂直)→D3。上传代码后打开串口监视器确认数据输出。

注意：若不确定串口号，打开设备管理器→端口查看(COM3/COM5等)。

项目完成后可向作者索取雷达绘制EXE成品，或自行用VS2015编译。导入图片时AI自动选择最佳隐写算法。

Arduino固件代码

#include <Servo.h>
Servo Down;  // 水平舵机
Servo Up;    // 垂直舵机

const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
long duration;
int pos = 0, pos2 = 0;
int distance;
int _degrees;  // 合成角度

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  Down.attach(2);
  Up.attach(3);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 归零
  Down.write(0);
  Up.write(0);
  
  // 水平0-180°扫描
  for (pos = 0; pos <= 180; pos += 1) {
    Down.write(pos);
    _degrees = pos;
    dis();
    delay(50);
    
    // 每个水平角度做一次垂直扫描
    if (pos == 180) {
      for (pos2 = 0; pos2 <= 180; pos2 += 1) {
        Up.write(pos2);
        _degrees = pos + pos2;  // 合成角度标识
        dis();
        delay(50);
      }
    }
  }
  
  // 复位归零
  for (pos = 180; pos >= 0; pos -= 1) {
    Down.write(pos);
    Up.write(pos);
    delay(5);
  }
}

void dis() {
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  distance = duration * 0.034 / 2;  // cm
  
  // 串口输出: 距离,角度
  Serial.print(distance);
  Serial.print(",");
  Serial.println(_degrees);
}

PC端雷达绘制程序

下载地址：circular_draw_qP2ROsoPds.rar (含VS2015源码与编译好EXE)

功能：

• 串口解析"距离,角度"数据流
• 极坐标实时绘制雷达扫描线与回波点
• 每转360°保存上一帧、绘制新帧
• 数据编码隐写入图片(LSB/频域等算法自适应)

原理图

扩展思路

• 换用TFmini/激光雷达模块提升精度与范围
• 加入步进电机实现连续360°水平旋转
• ESP32替代UNO，WiFi传输数据至Web端Three.js 3D可视化
• 隐写模块独立为库，集成至其他通信项目