基于单片机的超声波测距仪设计开发

作为非接触式检测手段的重要技术，超声波测距已在传感器技术和自动化控制相结合的测距系统中发挥了关键的作用。为解决超声波测距测距精度和响应速度不理想、易受温度影响的问题，基于52单片机，采用软硬件并行研发的方式设计出一款多功能高精度超声波测距仪系统。系统由单片机模块、超声波模块、温湿度采集模块、液晶显示模块和声光报警模块等部分构成，使用C语言开发了液晶显示、超声波、温湿度检测和声光报警等模块子系统。利用STC89C52单片机驱动超声探头和温湿度传感器分别采集超声波往返时间和温湿度，并根据采集到的温度修正测距结果，提高了测距精度。所开发设备经温湿度检测功能、抗干扰能力、报警功能、测距及纠偏功能等试验，结果表明各功能满足设计需求，安全可靠、工作稳定，最远测量距离为500 cm，误差小于2 cm，满足短距离测距的要求。     

机器人超声波与红外线传感器测距系统的数据融合研究

本文针对机器人工作环境的特点，提出了采用超声波与红外线传感器共同测距．弥补单一使用超声波传感器带来的缺陷．应用自适应加权数据融合技术，实现两种传感器在功能上的互补。实验结果表明．系统提高了整体测距精度，得到了被测距离更加准确的估计。     

利用FPGA实现超声波高精度大范围测距研究

本文论述了超声波高精度大范围测距难度和决定因素,分析了测距误差产生的原因.利用FPGA在AVR单片机中设计实现超声波传感器的高精度(0.01 mm)、大范围(大于40m)的测距方法.并对在实际测试中存在的串扰问题和测试盲区进行了较好解决,扩大了超声波的测距范围,使得超声波测距应用更为广泛.     

超声波测距传感器在高温环境下的应用研究

文中以检测铝合金液位为实验对象,采用带有温度补偿的超声波测距传感器检测铝合金液位的波动情况。通过在高温环境中有热气流和无热气流的实验对比,分别研究了热气流和温度对超声波测距传感器检测铝合金液位的影响。实验结果表明,在检测铝合金液位波动时,热气流对带有温度补偿的超声波测距传感的测量结果影响大,而高温对带有温度补偿的超声波测距传感器的测量结果影响不大。     

基于无线传感器网络的超声波定位节点设计

针对目前无线传感器网络中节点定位实验中精确度不高的问题,提出了一种定位系统中超声波六元阵列传感器节点的硬件设计方案,主要利用超声波在空气中传输的物理特性,采用40 k Hz超声波来设计系统节点的硬件结构和收发传感器阵列及节点微控制器,通过对传感器节点硬件平台的测距实验结果表明,节点间最远测距距离达到了20 m,样本平均测距误差为5.2 cm,其中最小测距误差为2.6 cm,最大测距误差为7.5 cm,满足系统关于远距离测量和cm级误差的高精度测距要求。     

一种适用于机器人避障的超声波测距系统设计与实现

针对机器人安全避障问题,研究设计了一种基于超声波传感器的测距定位系统。探讨了超声波测距原理,详细地研究了系统的硬件设计、软件流程,对实验结果进行了分析。实验表明本测距定位系统电路简单、抗干扰性好,测量精度完全满足机器人避障的要求。     

基于DSmT的室内环境轮廓超声检测模型研究

针对超声波传感器测量中测距与方向角存在不确定性的问题,在分析超声波传感器工作原理的基础上,提出了基于不确定性表示的超声波测距模型,然后采用DSmT方式对超声波测量的不确定性数据进行融合;再用Hough变换与最小二乘法检测环境轮廓信息;最后搭建了室内环境,使用超声波传感器硬件系统检测室内环境进行实验验证。实验结果显示基于Hough变换的最小二乘法进行环境轮廓重构与真实环境轮廓比较得到的误差更小,验证了所提方法的可行性与有效性。该方法对移动机器人的环境地图检测和定位研究具有一定的参考价值。     

一种用于观测北极海冰侧边界融化的水下超声波测距系统

为了获取北极海冰融化速率以及侧向剖面的声-光反射特征,文中设计了一种基于超声波传感器的水下测距系统。该系统通过RS485总线与水下超声波传感器传递数据,利用SD卡存储数据并通过SBD数传终端上传数据至绑定邮箱。文中首先了介绍了仪器的设计原理、硬件设备以及软件系统,随后在封闭实验室环境下进行了水下测距实验,其最大误差为5 mm,与实际测量值相比具有良好的一致性。为了验证系统的性能,在融冰期的乌梁素海区域进行了水下测距实验,并与人工实测距数据比较,实验结果表明,超声波水下测距平均绝对误差为14 mm,符合实际应用要求。     

移动机器人的超声波传感器发散角标定及应用

为了提高移动机器人在作业站点的定位精度,在考虑入射角的基础上,分析了发散角对超声波传感器测距的影响,建立了同时考虑发散角及入射角的超声波传感器测距函数关系表达式;提出了超声波传感器发散角的标定方法,并通过实验对发散角进行了标定;通过对比实验可以看出,所提出的关系表达式提高了超声波传感器距离测量精度。在此基础上提出了利用自动导航车(AGV)单个侧面两个超声波传感器实现移动机器人在作业站点侧向、前向及姿态3个方向的位姿定位方法,最后将该方法用于自主研发的移动机器人的定位试验,验证了该方法的正确性和有效性。     

回转支承运行状态的监测方法

论述了超声波位移传感器测距的基本原理及其在大型回转支承运行状态监测中的应用。针对回转支承运行特点。利用超声波传感器对其轴向位移进行了测量。对现场测试数据进一步处理得到了回转支承的动态轴向磨损量，为评估其运行状态提供了定量的依据。     

基于PSD的激光测距仪及其在空间机器人上的应用

对PSD的误差来源及其补偿方法进行理论分析和实验研究;设计了基于PSD的三角法激光测距仪.测距仪安装在空间机器人的腕部,在机器人工作时对距离和机械手腕的位置与姿态进行检测,激光器发出的鲜亮的红色光斑可作为机器视觉的基准.     

基于一维激光测距仪的室内移动机器人定位

提出了一种利用安装在云台上的一维激光测距仪对移动机器人进行定位的方法.首先将机器人坐标系建立在云台上,并建立室内固定的参考坐标系,利用云台获取的旋转角以及一维激光测距仪采集到的距离信息对云台和一维激光测距仪标定.由激光测距仪扫描得到参考坐标系三轴上的三个点A、B、C求得移动机器人在室内参考坐标系下的定位.实验证明,该方...     

激光测距机故障机理及维修训练平台研究

维修训练是装备教学保障的一项重要内容,武器装备的现代化对维修训练工作提出了新的要求.根据激光测距机的工作环境特点和故障发生机理,将故障设置技术与单片机技术进行融合,采用测距机实物结合单片机模拟控制的方法设计、制作了激光测距机的维修训练平台.通过维修训练平台可以实现激光测距机常见故障的设置,并在故障码的指引下引导受训人员...     

激光测距机低温测距性能实验设计

针对激光测距机-40℃工作温度性能测量要求,提出在常温下对低温激光测距机测距性能检测的方法,采用低温试验箱安装可加热的导电膜光学观测窗设计方案,叙述了实现激光测距机低温测距性能检测的初步实验结果和讨论,从而保证激光测距机出厂前的直接检测及标定。     

基于C8051F320单片机的超声波测距仪

介绍了USB(通用串行总线,Universal Serial Bus)型单片机C8051F320和相应的集成开发环境,详细论述了超声波测距仪从系统的整体结构设计到发射与接收部分电路的实现以及软件设计的整个过程.为了提高测量精度,采取了温度补偿、增大发射功率、回波捕捉等措施.系统充分利用C8051F320的功能模块和片内资源,实现了温度和距离的测量、输入信号的采集和USB总线传输,可在VC编制的界面平台上控制单片机及实时显示数据处理结果.该超声波测距仪符合USB2.0规范并采用USB总线供电模式,无需外接电源,支持即插即用.经测试该系统能有效提高测距精度,有望得到进一步应用.     

基于VB的路面平整度检测系统数据采集界面设计

针对路面平整度检测系统中激光测距仪对路面尺寸进行测量,本文基于VB6.0设计出实用的数据采集界面.其中,利用VB中的MSComm控件实现激光测距仪与PC机的串行通信,并根据所用测距仪的技术参数将采集的十六进制数据转换处理为十进制数据,并予以保存.最后将设计的界面应用于实际检测.     

RTR高空探测系统技术方案

RTR高空探测系统保留了无线电经纬仪的优点，增加了测距功能，具有较好的低仰角测风精度。文章重点介绍了其测距装置的工作原理和作用及测距方法。     

激光测距仪器维修训练系统的激励电压源设计

激光测距仪器维修训练系统可满足多种型号测距仪器的测试需求,而激励电源是该系统的关键部件。对基于USB总线的程控激励电压源进行了设计,可调电压源主要由ATmega16单片机与4通道数字电位器AD8403等器件构成,USB通信电路由ATmega16与PDIUSBD12构成,并且在Windows XP系统下开发了相应的WDM驱动程序。测试结果表明该激励电压源能够满足激光测距维修训练系统要求。     

相位激光测距试验系统的研究

介绍了相位激光测距试验系统,分析了相位激光测距的基本原理及系统试验方法,对系统进行激光调制频率试验,由显示器显示出调制波形。     

基于二分束的三角法激光测距研究

为了实现激光测距仪小型化和低成本制作,提出了一种新型的基于高斯光束二分束的三角法激光测距方法,采用双PIN管探测器来替代传统三角法激光测距系统中的CCD或PSD光电检测单元,实现光束的二分束;利用光度学和高斯光束理论,推导出两分束的光功率比与待测距离及发射角的关系,并通过数值计算获得其关系图,进而通过测量分束比计算出目标距离。试验结果表明,本方法具有结构简单、精度高、对目标物颜色深浅不敏感等优越特性,并具有良好的应用前景。