基于D-S证据理论的超声波测距模型的设计

在分析超声波传感器的测量特性和信息不确定性的基础上,提出了一种新的超声波传感器模型,该模型利用D-S证据理论来计算超声波传感器扇形范围之内的栅格信息的可信度,能准确描述出超声波传感器测量范围之内的障碍物位置。通过仿真验证了该方法的有效性和实用性。     

基于回波包络上升沿拟合的超声波飞行时间测量方法

超声波飞行时间是超声波检测技术应用中一个重要的参数,直接影响甚至决定其检测效果。针对超声波飞行时间高精度测量的要求,在分析超声波传感器响应模型的基础上,提出了一种基于回波包络上升沿拟合的超声波飞行时间测量方法。该方法在双激励条件下,将周期数少的激励信号的停止时刻作为测量起点,通过粒子群优化算法进行回波包络上升沿拟合,以确定两个上升沿分离时刻所在周期,最终确定超声波飞行时间的测量终点时刻。与阀值法和互相关法的对比实验表明,该方法具有较高的测量精度和实用性。     

超声波测距语音提示系统的研究

超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而经常被用于距离的测量。在研究了超声波测距的基本原理的基础上,设计了一套可语音提示的超声波测距系统。包括硬件电路的设计与搭建,以及软件的程序编写,经实物验证,该超声波测距系统硬件设计合理、抗干扰能力较强、语音播报正常、测量精度高。     

基于GA-BP算法的超声波测量精度优化研究

针对复杂环境下超声波传感器测量系统测量精度问题,以罐体油位测量为例,提出一种基于神经网络遗传算法的超声波传感器测量精度优化模型,实现超声波油位测量系统的非线性误差校正。仿真结果表明,该方法可以减小超声波传感器本身结构和外界因素的干扰,提高测量精度。     

一种高精度超声波热量表的研制

热计量收费是供热供暖行业一个亟待解决的问题,超声波热量表提供了一种可行的技术手段。介绍了一种基于时差法的高精度超声波热量表设计方案。根据理论分析,把计算热量的两个关键参数:流量和温度的测量转换成对时间的测量。选用低功耗单片机作为微控制器,利用高精度时间测量芯片TDC-GP21完成对时间的测量,实现了数据的采集、计算、显示和传输功能。为保证测量精度,设计了超声波换能器性能检测装置,提出了一种换能器测试原理,并对换能器和热量表的测试结果进行了分析。测试结果表明该超声波热量表运行稳定可靠,具有良好的应用前景。     

超声波测距系统的设计

该系统是基于单片机的超声波测距系统,由STC89C52RC型SCM、按键模块、警报模块、超声波收发模块、显示模块及环境温度采集模块电路组成.采用计数脉冲的方法测出超声波自发射至接收的往返时间,进而计算出测量距离,同时在数据处理中采用了温度补偿以提高测距精度.此系统适用智能避障、倒车雷达、测量井深、测量水库水位和高精度测距等.     

高精度超声波测风仪的设计

设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。     

基于超声波测距的巷道两帮变形量测量系统设计

针对传统的收敛计人工测量法测量矿山巷道变形量费时、费力的缺点,提出基于超声波测距的巷道两帮变形量测量系统设计方案。该系统采用C8051F340单片机控制超声波探头进行超声波的发射和接收,通过温度补偿模块测量实时的环境温度,根据超声波在空气中的传播速度与温度的关系得到实际的超声波速度,并根据超声波测距原理计算巷道两帮的距离。实际测试结果表明,该系统实现了对巷道两帮变形量的实时测量,测量精度为1 mm。     

电容式超声波传感器的研究

介绍了一种用于高精度、非接触测量的新型电容式超声波传感器，并详细论述了其振动机理及结构，该超声波传感器可适用于测距，焊缝跟踪，液位测量等实际应用场合。     

双声纳探头差动扫描的挂舷式船舶吃水测量方法

针对现有船载式船舶吃水测量方法的局限,提出了一种基于双声纳探头差动扫描的挂舷式船舶吃水测量方法.在详细分析船舶弧形轮廓外形基础上,利用双声纳探头差动扫描技术,建立测量船舶吃水量的数学模型,设计了一种船舶吃水测量方法.设计了实验方案,搭建了小比尺船模吃水深度实验系统,获取了小比尺船模吃水深度,通过对5组吃水测量结果的统计分析发现,小比尺船模吃水深度测量最大相对误差为4.87%,精度较高,满足实际工程误差要求,验证了该设计方案的可行性.     

移动机器人的多传感器测距系统设计

在移动机器人的路径规划过程中,必须掌握障碍物的距离信息.基于超声波和红外传感器的测距原理,设计了一种移动机器人多传感器测距系统,可测量0～200 cm距离内存在的障碍物,测量误差小于1 %.采用超声波和红外2种传感器组成3组测距采集系统,采集机器人3个不同方位的障碍物信息,解决了单一传感器测距盲区的问题,并详细介绍了该系统的软件和硬件设计.     

移动机器人的超声模糊避障算法

超声传感器是移动机器人避障常用的传感器．但存在幻影的干扰。该文提出多个超声传感器的模糊避障算法．该算法把多个超声传感器分为左右两组．如果障碍物在右侧．机器人就向左转，反之机器人向右转。实验表明．该文提出的算法可以实现机器人的安全避障。     

一种基于声纳信息的地图创建方法

地图创建是实现机器人在未知环境中自主导航的关键。该文对移动机器人在地图创建中所收集的不确定传感信息进行研究,分析声纳传感器的散射和镜面反射特性,提出一种改进的概率栅格的地图创建方法。该方法将距离信任因子引入到声纳传感器模型。利用该模型,实现移动机器人的自主地图创建,并有效地减少由于声纳传感器所引起的不确定性。通过机器人平台上进行的实验表明该方法的有 效性。     

基于声纳环传感器的机器人避障研究

任何一种移动机器人要实现未知环境自主导航都必须有效而可靠地感知环境信息,而超声波传感器在检测障碍物距离信息方面应用十分广泛。介绍了旅行家II号声纳环传感系统的设计与实现原理,并对声纳的精度进行了测试。在此基础上,提出了移动机器人一种简单避障策略,并运用2种基本避障实验:静态避障和动态避障,验证了该避障策略的正确性和有效性。     

基于D-S信息融合的水下机器人地图构建

针对未知动态环境中自治水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)的路径规划问题,给出一种基 于D-S (Shafer-Dempster)信息融合的水下栅格地图构建算法.首先通过建立一个声纳传感器模型,将声纳数据转换成栅格的信度函数分配值;接着应用D-S证据理论信息融合算法更新地图数据,从而构建出水下动态栅格地图;最后通过真实地图与融合构建地图比较,说明D-S融合算法在地图构建中的可行性.     

超声波传感器测量声速和距离实验的研究

研制了一种新型的采用超声波传感器测量材料中超声波传播的速度和距离的实验装置。用该实验装置可测量超声波在固体、液体、气体中的传播速度,并可以探测水中物体、水深及工件体内部的缺陷,应用于医学还可以测量人体脏器的厚度、位置等。实验结果表明：一般不确定度小于3．0％。     

基于信息融合的移动机器人侧向定位的研究

超声波传感器的入射角对输出有很大的影响,通过实验分析了入射角对输出的影响。采用引入误差补偿因子的方法,标定了传感器的测量模型,使得测量精度大大提高。在此基础上,基于多源信息融合设计了3种移动机器人侧向定位模型。经实验比较证实,引入误差补偿因子的融合模型定位精度高,可以使得距离误差控制在±2.4mm,姿态角误差控制在±0.32°以内。最后,将该融合模型应用于移动机器人的实际控制中,距离误差为±3.7mm、姿态角误差为±0.58°,满足移动机器人定位精度的要求。     

基于ADμC812的专用超声波液位传感器

针对易燃、易爆化学物质储罐内液位及相关量难检测的问题 ,基于ADμC812芯片设计了一套用于远距离、大量程、非接触检测的超声波液位传感器。该传感器具有自增益、可编程和扩展性能好等优点 ,可以检测所有沸点高于储存温度的介质液位 ,对其它同类传感器的远距离检测及智能化实现有良好的参考价值。