超声测距在汽车倒车中的应用

为了帮助汽车驾驶员实现安全倒车的目的,根据超声波测距的工作原理,采用AT89C52单片机系统、温度传感器及超声波传感器为硬件核心,采用单片机C语言编写程序,设计出一套具有实时超声波速度修正及可多方位进行检测扫描的超声波测距系统.实现汽车在倒车过程中一旦接近有障碍物时,立刻自动报警并显示出汽车尾部到障碍物距离的功能.     

基于FPGA的超声波信号处理设计与实现

为了满足超声波探伤检测的实时性需求,通过研究超声波探伤的工作原理,提出了基于FPGA芯片的实时信号处理系统实现方案及硬件结构设计,并根据FPGA逻辑结构模型实现了软件系统的模块化设计。根据实验测试及统计数据得出,基于FPGA芯片的信号处理系统提高了探伤检测的准确性与稳定性,满足了探伤过程中B超显示的实时性要求。     

高精度超声波流量计的设计

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的非介入式高精度超声波流量计,利用FPGA的可编程特性、很高的工作频率及丰富的内部资源设计了包括高速计数器在内的数字信号处理模块,提高了系统的可靠性及测量精度。实验结果表明:超声波流量计测量精度完全达到了设计要求。     

一种新颖的基于二分法和模糊控制的移动机器人避障系统

针对超声波传感器波束角窄导致移动机器人存在避障盲区的现状,研究了一种新颖的超声波避障系统。该系统采用六个超声波传感器构成特别设计的超声波阵列,实现无盲区检测中大型移动机器人前方及左右两侧障碍物的位置,充分保障运行安全性;同时在避障算法上,采用二分法和模糊控制相结合的控制算法,简化了模糊控制规则使系统具有很好的智能性和实时性,实现了移动机器人选择最佳避障路径并对新增的动态障碍物进行避障。将此避障控制系统应用于移动机器人上,实验结果表明：在未知环境下,实现对移动机器人周边的无盲区检测,并且能够实时根据周围障碍物的动态情况选择最佳避障路径,避免了其它避障控制算法中易出现的误避障和二次避障的情况。     

基于多传感器的家庭服务机器人局部导航方法研究

本文提出了一种基于多传感器的家庭服务机器人局部导航方法。首先,采用单个摄像头获取居室内障碍物的图像信息,利用超声波传感器和红外线传感器探测障碍物的距离信息。然后,据此计算在机器人运动方向上障碍物的遮挡空间或者多个障碍物之间的实际距离,再根据机器人自身的大小计算避开障碍物应该转动的方向及角度,从而实现居室内的自主导航。最后,仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

关于智能导盲杖系统的研究

研究了一种基于嵌入式系统和超声波测距系统的设计方案。应用移植嵌入式操作系统并给出障碍物检测优化方法,并且根据超声波测距的工作原对障碍物进行距离测量。实验结果表明,该系统在自然盲道情况下达到了处理实时性和判断的准确性要求,可较好地服务于盲人的独立出行。     

告别待机功耗的妙招

在距障碍物一段距离之外有一个超声波发射器Tx和一个超声波接收器Rx。超声波从Tx发出后在介质（如空气）中传播，遇到障碍物时超声波反射，并被Rx接收。这时发射点距障碍物的距离为：     

超声波避障智能小车的设计

为了提高智能小车自主导航的能力,需要解决智能小车在复杂环境中的自主避障问题。为了实现自主避障,提出了超声波避障的设计方案和处理算法。智能小车采用四轮驱动以提高驱动能力,通过不同宽度的脉冲控制舵机实现不同方向、不同角度的转向,从而带动超声波模块实现不同方向障碍物距离的检测。针对智能小车电机运转易引入干扰造成系统供电电压不稳的问题,提出了电机驱动模块和系统控制电路分开供电的解决方案。重点针对当障碍物超出超声波检测范围时小车软件程序易陷入"死区",以及在多个方向同时遇到障碍物时小车避障易发生刮擦等问题,提出了定时器溢出中断算法和后退转弯算法等解决方案。试验证明:该算法的小车避障效果较好,具有一定的推广、使用价值。     

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.     

路口导盲及马路障碍物检测提醒系统的设计

为了帮助盲人自行通过路口并检测提醒盲人道路上的障碍物情况,设计制作了一个路口导盲及马路障碍物检测提醒系统,该系统通过超声波模块检测障碍物信息,通过方向传感器模块和无线通信模块获取盲人的朝向信息和盲人当前朝向路口的红绿灯信息,并利用震动模块和语音模块对盲人进行提醒。最后制作出系统实物并模拟验证了该系统是有效可行的。     

多通道超声探伤数据采集处理技术

设计了一种以DSP嵌入式处理器为核心、基于FPGA技术的四通道数字式超声探伤数据采集与处理系统。采用高速A／D转换芯片．在对超声回波信号采集的同时实现了采样数据的在线压缩，在FPGA的控制下实现了高速数据的缓冲存储，设计的系统体积小、功耗低、功能强、集成度高，尤其适合于高速、高精度的超声无损检测。     

基于ARM和FPGA的高扩展性超声检测模块设计与实现

介绍了一种以ARM和FPGA联合作为中央控制处理单元的4路超声探伤模块。给出了其整体结构方案,阐述了以4路超声模拟信号为一组的多路超声探伤模块硬件扩展的设计思路和实现方案,讨论了FPGA对高速LVDS数据的采集、处理、时序同步功能的实现,ARM与FPGA之间总线接口的实现,ARM嵌入式系统功能以及网络通信功能的实现。实际应用表明,该功能模块能达到预期的设计要求,并能方便地实现硬件扩展。     

基于CAN总线的分布式超声形变监测系统

针对目前形变监测技术难以对大型地下围压空间形变实现大面积覆盖性监测的问题,提出一种基于CAN总线的分布式超声形变监测系统.该系统包含超声传感器单元、FPGA采集处理系统、CAN总线通信系统、上位机监控管理中心及形变评估算法模型.实验结果表明,该系统具有在线测量等特性,可实现大面积覆盖性形变监测.     

基于SOPC技术的超声检测分析系统

介绍了基于可编程片上系统的超声检测分析系统。该系统以FPGA芯片EP2C20F48417为数字平台,通过在FPGA中构建SOPC系统,实现了超声波声参量检测、数据处理、结果实时显示、数据存储和输出等功能。通过和其它仪器对比,该系统具有可重配置性好、重量轻等优点,为产品的升级提供了很大的方便。     

Obstacle arrangement detection using multichannel ultrasonic sonar for indoor mobile robots

In the last few years, mobile robot systems that perform complicated tasks have been studied. To work in complicated environments, the robot has to avoid collisions with obstacles. Therefore the robot needs to detect the arrangement of any surrounding obstacles. We considered a simple distance estimation algorithm using ultrasonic sonar. Since the algorithm was able to estimate distance accurately, we also attempted stereo reception using two ultrasonic microphones. The stereo reception sonar was able to detect the direction of obstacles. In order to make precise measurements, we attempted to use the signal coherence of ultrasonic waves. In order to install a small system into mobile robots and to detect any surrounding obstacles, we designed a multichannel sonar signal processing system using a high-performance embedded microcontroller. This article describes our ideas for the distance estimation algorithm for ultrasonic sonar, and a design for a signal processing system using a high-performance microcontroller.     

基于RISC-V的嵌入式智能小车行进控制系统

本文介绍了基于RISC-V的嵌入式智能小车控制系统的硬件连接方案、基于状态机的智能小车状态分析方法和不同应用场景下的电机控制方案.系统以运行RISC-V软核的FPGA开发板作为智能小车的主控板,通过RISC-V的GPIO模块采集智能小车的超声波传感器和红外传感器信号来分别检测小车前方和后方的障碍物,利用GPIO中断对碰撞检测传感器和倾斜角传感器信号作出快速响应,利用PWM模块实现不同场景下的电机控制.测试结果表明,本文介绍的控制系统能够实现智能小车的自主避障、碰撞检测和姿态检测等功能.     

基于FPGA的超声TOFD焊缝探伤数据采集系统的设计

针对传统超声探伤数据采集系统采样速率低、处理速度慢、实时性差的问题,设计了一种高速数据采集系统;该系统以超声TOFD法为理论依据,可根据不同的检测对象,由上位机设置不同的参数,并传递给FPGA以控制数据采集时序,这样的设计极大地提高了系统的灵活性和适应性;高速模数转换芯片AD9288的应用,使系统的采样速率达到了200MSPS,有利于回波信号缺陷最值的获取;实验结果表明,系统方案完全可行,具有一定的实用和推广价值,对于其它超声探伤仪的研制也有很大的参考意义。     

基于FPGA的视觉处理系统设计与实现

从计算机视觉系统的基本体系结构出发,指出了计算机视觉系统要实现的主要功能,从理论上探讨了计算机视觉系统在硬件实现层次上存在的问题.进一步以立体视觉的应用要求为例提出了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心芯片的视觉处理系统.因为FPGA具有极强的可重构性,可承担部分原来由上位机软件完成的运算,增强了视觉处理的实时性.其应用于计算机三维立体视觉系统中,作为前端的图像采集器和视觉协处理器取得了良好的效果.     

基于时差法的外夹式超声波流量检测系统的设计与实现

外夹式超声波流量计因具有无需破坏管道、便于安装、维护成本低等优势,而广泛应用于石油传输、流量跟踪、给排水等测试领域。设计了一种基于时差法的外夹式液体超声波流量检测系统,采用FPGA与单片机结合的系统架构,其中单片机负责数据的处理、显示和输出,FPGA负责逻辑控制以及为硬件电路提供驱动信号,TDC-GP22高精度计时芯片用来测量超声波的渡越时间。采用DAC电路实现可变甄别信号基准技术。最后,搭建了外夹式超声波流量计测试平台,试验结果表明,研制的样机有效地提高了超声波流量计的测试精度,在层流区误差小于4%,在湍流区误差小于2%。