基于定位导航的多传感器导盲系统设计

针对盲人较难准确前往目的地的问题，设计一种适用于盲人群体的基于GPS/BD导航的多传感器导盲系统。导盲工作时，盲人用语音方式输入目的地信息，系统自动识别后传入导航模块，导航模块根据当前GPS/BD定位及目的地信息规划出步行路径，通过语音实时播报给盲人实现导盲。系统利用超声波测距模块对盲人行进路线前方2～400 cm,红外测距模块对两侧15～80 cm的障碍物进行探测，图像模块进行环境信息获取。经测试，系统能够准确规划合理的导航路径，传感器模块能够精准探测障碍并实时进行语音播报，在保证盲人安全的同时可以指导盲人准确前往目的地。     

智能导盲手杖

根据调查显示盲人数量较多,他们因为视力不辨障碍,在日常生活中有着极大的不便和安全隐患,本设计能够有效的探测周围环境并在发出报警信号的同时提醒车辆和行人避让盲人,为盲人出行提供便利。该导盲手杖以STM32F103RCT6处理器为核心处理器、利用超声波在空气中传播的反射原理,以超声波传感器为检测部件,应用超声波在空气中传播的时间差来测量距离,实现了无接触测距、提高了测量精度,并利用GPS模块进行定位并实时位置共享。     

基于AT89C52的超声波测距系统设计

随着科学技术的不断发展,超声波测距装置得到了越来越多领域的应用.在超声波测距系统的运用场合中,其测距系统具有不同的精度,系统的误差较大,且常常不能满足应用的需求.论述了基于AT89C52单片机的超声波测距技术,可以实现无接触的测距功能,提出采用模块化设计,综合分析实现超声波测距仪的各种功能.     

基于单片机的新型导盲器的设计与应用研究

本文依据超声波测距原理,利用单片机设计了一种新型智能导盲器,可准确探测2米范围内的障碍物,能够以蜂鸣报警和振动报警提醒盲人避障。测试结果表明,该导盲器性能稳定,使用方便,导盲效果良好,值得推广应用。     

超声波语音测距系统在车辆避障中的应用

介绍了一种基于单片机控制的超声波语音测距系统.采用多路超声波语音测距电路的测量方法,提高了距离测量的精度和准确性,实现了车辆全方位避障的可能性.给出了超声波语音测距系统在车辆避障中的实际应用.     

基于接近觉的水下多目标定位系统

研制了一种弧形阵列接近觉传感器,实现对水下多目标的定位.考虑到作业环境的影响,在3个探头轮流探测一次的基础上,对接近觉传感器设计了可编程控制的单探头多脉冲的探测模式,增加了采集的数据量,同时测距的精度得到了提高.在单个探测点进行基于区域划分的目标定位基础上,本文提出了多点探测结果关联匹配的估计方法,用于接近觉对水下多目标进行定位.大量水池实验表明,接近觉定位系统可靠性好,精度高,便于工程实现.     

智能穿戴超声波测距可定位导盲腰带研究与设计

采用超声波原理,以STC89C52单片机作为主控核心,设计一款智能穿戴超声波测距可定位导盲腰带。该装置可以给处于行走状态的盲人进行道路障碍的实时探测,障碍物的实时距离信息以语音播报方式实现传送,使盲人获取其周围环境情况,并通过附带GPS定位、GSM通信功能保障盲人出行安全。此腰带设计采用的设备成本较低并易于批量生产,测距误差小,作为盲人出行的辅助工具有较高的实用价值。     

基于凌阳61A的倒车雷达设计与应用

乘用车存在一个后视盲区,加装倒车雷达可以弥补这一缺陷并提高泊车的安全性,但倒车雷达对障碍物的距离精度和方位的探测敏感性需要研究.首先分析了超声波倒车雷达的测距原理和技术方案,在SPCE061A单片机的三个超声波测距模组的基础上,改进了CD4052多路传感器控制技术.在凌阳SPCE061A处理机基础上进行了控制软件的二次开发,调整了中断程序的参数,改进了超声波测距程序和语音提示功能.实验结果表明,系统提高了0.35m~1.5m范围内障碍物的探测和方位的确定功能     

基于单接收头的超声波多目标测距

为了使超声波传感器能在动态环境下定位,要求单超声波接收头能测量多个目标.首先分析了超声波发射头产生的超声波特点,据此推导出接收信号的波形表达式.其次根据接收信号特点,系统标定时用接收信号包络峰值的0.5倍作阈值,而测量时用小阈值,以防止距离信息丢失.最后用C8051F021单片机设计了单接收头多目标测距系统.在2目标与接收头距离之差大于30 cm以上时能较精确地测量出2个距离.     

智能导盲车硬件系统设计

通过分析盲人出行多用普通的手杖,盲人通过敲打地面及周围的物体来判断行走的方向,以及是否有障碍物,它的主要弊端是手杖不能探测到较远的障碍物以及盲人前方的悬空物体,再者当盲人出行时,遇到危险或者迷路不能及时得到救助.本设计基于 GSM,GPS 的智能导盲车设计,该导盲车运用了超声波测距,GSM 短信模块以及 GPS 定位等现代化的技术.经实验表明,该智能导盲车可以有效地帮助盲人安全地到达目的地.     

高精度分体式超声波温度测量仪研究

传统的温度测量仪在较宽的测量范围内无法保证稳定的高精度测量,针对此种不足,设计了一种高精度分体式多声道超声波温度测量仪.该温度测量仪利用超声波测温技术,以被测物体作为传播媒介,在传播距离确定的条件下,通过测得超声波在介质中的传播时间间接测得介质的温度.分体式多声道的结构设计使温度测量准确有效,同时降低了传感器材质在耐高温、耐腐蚀方面的限制要求.基于FPGA的快速处理电路以及细分插补算法,使传播时间的测量分辨率优于纳秒级,确保实现分辨率优于0.001℃的高精度温度测量.     

相控阵三维声纳数据离线可视化处理系统

设计并实现一种相控阵三维声纳图像的离线数据处理系统,并进行可视化建模.系统中精确配准采用最近点迭代配准,结合外围点消除法,通过拟牛顿进行最优化.拼接融合及多帧再重建采用多缀分辨率,同时支持低精度的快速显示和高精度的精细显示.测试结果证明,该系统能较好地实现相控阵三维摄像声纳图像的处理及可视化.     

基于神经网络的接近觉目标定位方法研究

针对水下声传感器的多目标定位问题,根据水下超声传播与反射原理研制了一种新型接近觉传感器。详细介绍了水下接近觉的工作原理及组成,并对基于此传感器的多目标定位进行了仿真研究;与目前国内外所采用的几何相交定位技术不同,所采用的BP神经网络定位方法突破了目前方法中定位目标数目的限制,通过区域定位和角度精确定位的两类仿真实验表明了所采用方法的有效性及定位精度。     

一种微控制器的倒车雷达系统的设计

设计实现了一种倒车用超声波测距仪;系统以MC68HC908GP32型微控制器为核心进行模块化设计,采用4路探头进行超声波的发射和接收,通过通道选择电路对四路回波进行循环检测;回波信号经多重反馈带通滤波放大电路和过零比较电路后,触发定时器的输入捕捉中断,微控制器存储回波往返时间,经过温度校正和运算后送所测最短距离进行显示并报警;经调试该仪器能满足1.5m范围内的距离测距要求,测量"盲区"小于20 cm,具有高的精确度和可靠性;适当改进后可用于其它短距离测距要求的相关系统中.     

A statistical estimation method for segmentation of sonar range data

In this paper, we describe how to deal with an important sensorial activity that ultrasonic echo-locating systems for mobile robot navigation have often to perform, namely the extraction of straight line segments from range data and the accurate localization of the corresponding planar targets. It is commonplace that range data segmentation starts with using least squares interpolation algorithms for obtaining straight line segments: it is our goal to prove that caution must be called for in order to avoid somewhat misleading results. The case study concerns the use of a linear array formed by three ultrasonic transducers in a 2D specular environment composed of line and point acoustic targets.The segmentation algorithm we propose is subdivided into two functionally distinct modules, namely identification and localization. The identification module is based on a sequential hypothesis testing between alternative hypotheses that explain the sonar range data as originated from line or point targets. With regard to the localization module, we demonstrate that widely used approaches to sensor modeling are, to some extent, deceptively simple: the estimation accuracy for the localization of planar objects may be decreased by the inability of some traditional sonar sensor models to take properly into account the specularity of reflections. A physically based model of acoustic range sensors acting in specular environments allows us to design a localization module which is capable of producing accurate and unbiased estimates of the parameters of a planar geometric feature.The proposed theoretical framework is validated by the results of some experiments carried out with a spatial locating system consisting of a rotating linear array of three ultrasonic transducers.     

12位多通道零相位差大容量数据采集系统

介绍了一种基于ＩＢＭ－ＰＣ机的１２ 位１６ 通道零相位差大容量数据采集系统,它包括摸拟输入,Ａ／Ｄ转换器,ＤＳＰ技术,ＤＭＡ传输,数据缓存,数据打包,大容量数据存储技术以及计算机接口等电路的设计与实现,该系统已经达到了预定的设计目标。     

超声波流量计静水时差温度漂移的解决方法

时差式超声流量计广泛应用于工业生产和日常生活各个领域,其中超声信号在流体中顺、逆流传播时间差的测量精度很大程度上决定了流量的测量精度,由于实际测量中“零点误差”和“温度漂移”的存在,使得消除或抑制这两者的影响成为提高流量测量精度的重要环节。依据电声互易定理,改善测量系统电路的互易性可以有效抑制“零点误差”和“温度漂移”,而发射电路与接收电路阻抗的对称性和测量系统的互易性存在很强的联系,通过匹配激励和接收电路等效阻抗可以改善测量系统的互易性。依据互易电路设计对现有测量系统进行了改进,并搭建实验平台进行了实际测量。实验表明：此电路设计能够非常有效的抑制“零点误差”和“温度漂移”。     

一种基于PC机的高速16位并行数据采集接口

介绍了一种在PC机上实现的高速16位并行数据采集接口。该接口由高速光电隔离电路,双端口FIFO存储缓冲器电路及由FPGA芯片构成的计算机接口逻辑与控制电路等组成。该接口电路将终端显示处理系统与前端数据处理系统通过光电耦合器隔离开来,避免了它们之间的相互干扰,较好地解决了16位并行数据高速传输中存在的电磁干扰问题和大数据量实时有效传输问题。采用现场可编码门阵列FPGA芯片,使硬件设计软件化,既实现了复杂逻辑功能设计,又减少了硬件电路规模,提高了系统的可靠性,在雷达、声纳等复杂系统中具有良好的应用价值。     

基于SOPC的高精度超声波温度计设计

根据在介质中超声波的传播速度随温度变化而变化的特点为设计原理,以基于Nios II处理器软核的可编程系统级芯片(SOPC)为控制核心,设计了高精度超声波温度计。在SOPC上同时实现了高频信号发生器模块、高速信号电路控制模块、信号自动采集控制模块以及Nios II软核处理器模块,缩小了体积,并降低了成本。传播时间的精确测量采用软件细分插补算法,经过理论分析和实验验证,该方法能够达到ns级超声波传播时间的测量,使设计的超声波温度计能够实现分辨率优于0.001℃的温度测量。     

基于扩展量测混合坐标下多目标跟踪算法

摘要：文献[2,3]研究表明在二维直角坐标系中,速度量测的引入不仅可以加快跟踪系统的动态收敛速度,而且可使目标位置的估计精度提高一个数量级甚至更高。针对实际多目标跟踪系统中,由雷达、声纳得到的速度量测是一个相对径向速度,不能直接应用,本文提出了基于扩展量测混合坐标中多目标跟踪算法,导出了量测方程线性化公式,推导了基于扩展量测混合坐标系中目标跟踪算法,给出了Monte Carlo仿真。结果表明：和没有利用扩展量测的EKF算法相比,本文提出的跟踪算法不但能够提高目标状态估计的稳态跟踪精度,而且能够提高系统的动态收敛速度。