超声红外复合测距系统设计

为了满足移动机器人对障碍物信息处理及其数据采集的准确性、快速性要求,在对超声波及红外线测距原理研究的基础上,综合二者优点,基于Mega16L单片机,设计了超声红外复合测距系统.设计了复合测距系统的硬件,包括传感器的选择、发送电路设计、接收电路设计、无线传输模块、测距系统总体设计.测距系统采用红外传感器补偿超声测量近距离时的盲区,进一步提高了测距的准确度.实验结果表明,设计开发的复合测距系统在0～300cm之间测量误差为±1mm,达到了设计的要求.     

改进的Kalman滤波算法在飞行器测距中的应用研究

为了解决四旋翼飞行器避障系统中激光和超声波传感器测距数据误差较大的问题,设计了一种改进的Sage_Husa自适应Kalman滤波算法。首先,在算法中引入遗忘因子,修正观测噪声协方差,校正数据结果,并使用Sage_Husa法对传统自适应Kalman滤波算法进行简化;然后,针对不同材质的障碍物墙面进行测距实验;最后,将结果与单一传感器和传统Kalman滤波算法的实验结果进行对比。结果显示,改进的Kalman滤波算法使激光和超声波传感器测量数据的融合结果更加稳定、准确,证明该算法能有效提高传感器的测量精度。     

基于LabVIEW的超声红外复合测距方法研究

为了满足移动机器人对障碍物信息处理及其数据采集的准确性、快速性要求,在对超声波及红外线测距原理研究的基础上,综合二者优点,基于Mega16L单片机,设计了超声红外复合测距系统。主要对系统硬件部分,数据融合及软件部分进行了研究。详细介绍了采用Bayes估计对数据进行融合,大大提高了测距精度。针对系统的数据采集方式,利用LABVIEW为开发语言编制了友好的人机上位机界面以及后面板算法。实验结果表明,设计开发的复合测距系统在0～300cm之间测量误差为±1mm,达到了设计的要求,且操作灵活。     

基于超声波的汽车倒车防撞系统设计

为了增加汽车倒车时的安全性,设计了一种基于超声波的汽车防撞系统,给出了该系统运行的基本原理及构成.介绍了系统硬件组成,并对硬件进行了选择.以超声波传感器为重点,说明了超声波测距的原理以及超声波发射与接收电路.针对该系统的功能,对控制软件进行了设计.     

超声波技术在汽车防撞系统设计的应用

从超声波传感器的特点和频率特性开始,介绍了超声波测距技术在汽车倒车防撞系统的应用原理和超声波的实验电路,并根据单片机设计超声波电路具有极高的稳定性、便于编程和经济实用等优点,运用理论分析、电路设计等手段,构建了单片机汽车倒车防撞系统测距的设计方案,详细阐述了运用单片机技术为主控单元系统硬件和软件的设计,并通过实验应用研究,验证了系统的可行性。     

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。     

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。     

机器人分布多传感器系统的设计

提出一种应用于自治机器人的开放结构分布多传感器系统并具体介绍了视觉输入输出模块和超声波测距模块的实现.以单片机为核心的各传感器接口模块并行处理各传感器信号,并通过双口存储器与上位处理器通信.视觉输入输出模块实现三路模拟视频信号的采样输入和一路模拟信号的输出;超声波测距模块实现16路测距信号的采样输入.所设计的多传感器系统已成功地应用于自治移动机器人的实验研究中.     

反射式塑料光纤微距检测系统的设计

文中,依据光纤镜面反射原理,并利用塑料光纤成本低、可绕性好和芯径粗易于加工的特点,进行了塑料光纤微距传感检测系统的设计.重点介绍了传感器的原理、测量系统的组成、检测电路的特点等,给出了光信号处理系统、电信号处理系统、软件程序设计以及实验测量结果.实验结果表明,在0～1 mm范围内传感器输出与待测距离成线性关系,灵敏度为1.72 mV/μm,平均相对误差为0.483％,适合于微距的测量.     

测距传感器系统的测距数据在线自适应加权融合

针对移动机器人的测距系统采用红外线与超声波传感器共同测距,避免了因使用单个传感器进行多次测量而降低系统的实时性和产生信号串扰问题。应用自适应加权数据融合算法对实时测量数据进行在线融合估计,实现两种传感器在功能上的互补。实验结果表明,该方法提高了整体测距精度,得到了被测距离更加准确的估计。     

基于PC平台的水下超声波测距系统研究

分析了传统超声波测距系统的缺点,结合实际运用,设计了一种基于PCI-1714硬件平台,通过高速采样,运用互相关时延估计的算法来确定回波到达时刻的水下超声波测距系统.在该系统的信号处理方面,引入了数字信号处理技术,通过对采样信号的互相关计算来估计回波信号的到达时刻;并给出了系统实现的组成框图和测距程序的流程图.在实验室条件下进行了实地测试,系统测量精度较高,这为水下微地形测量提供了新的手段.     

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。     

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.     

高精度超声波测距系统的设计

针对超声波测距系统补偿方案单一,不能在恶劣环境下实现超声波高精度测距的缺陷,文中设计了两种标准挡板,利用标准挡板方法实现高精度超声波测距.首先分别测量单位距离的传播时间和待测距离的传播的时间,然后根据两个时间的比值就能够得出准确距离.实验结果表明,文中设计的测距系统能够实现恶劣环境下的高精度测距.     

超声波在冰-水界面临界入射角的实验方法

在水下超声波测距仪对冰测距时,超声波必须在一定的入射角范围内测距仪才能接收到信号。在实验中,通过变换冰块的倾角来测出入射角临界值,数据处理结果显示,水下超声波测距最大入射角β为19°。     

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。     

基于DSP的高抗干扰性超声波测距系统

以传统的基于单脉冲超声测距系统存在的缺陷为改进对象,研制了一种适用于各种复杂环境的,具有高抗干扰性的超声波测距系统.该超声波测距系统基于伪随机序列的良好特性,以嵌入式数字信号处理器(DSP)为核心器件,并在接收电路中添加了高速化绝对值电路模块,改进了超声波传感器的综合性能,实验结果表明:所设计的超声测距系统在同等条件下具有实时性好、抗干扰能力强和测量距离远等优点,能够适用于各种领域.     

一种新型除铁器测试仪

设计了一种新型除铁器测试仪,实现了空间中某点的高度和磁感应强度的同步自动测量。该测试仪在硬件电路上以嵌入式微处理器为核心,集成磁感应强度传感器和超声波测距传感器,分别实现对磁感应强度和距离信号的采集与处理;在软件上对采样数据进行去噪和滤波处理。实验结果表明了系统的有效性和实用性。