无串扰超声测距系统建模与仿真

《无串扰超声测距系统建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、摘要超声波传感器因其价格低廉、硬件容易实现而被广泛应用于移动机器人测距领域。为了获得更多的环境信息，通常采用多个超声换能器组成传感器环。传感器环上相邻换能器之间会产生超声串扰现象，导致错误的距离测量。常用的消除超声串扰的方法分为两种：基于启发式的软件处理法和基于硬件的编码法。为了消除超声串扰，本文在对现有文献进行研究和实验分析的基础上做了以下工作：1．总结了该领域的研究现状，在对超声串扰问题进行分析的基础上，找到了解决问题的切入点。2．利用DC．DC激励超声换能器。与原变压器激励模式相比，有效地减小了系统振荡。3．采用ARMA模型建立了超声测距系

2、统的数学模型，在此模型基础上对该系统电路特性进行了研究，并对不同的激励方式做了比较研究。4．基于ARMA系统模型对脉冲宽度调制、频率调制和相位调制等方法进行仿真，分析了三种调制方式的传输特性，并比较了各自的相关结果。5．通过对不同长度序列的仿真分析，给出了序列长度与序列相关性之间的关系；对于短序列相关性不易确定的问题，引入了短序列相关栅格图的概念。关键词：移动机器人、超声换能器、串扰、相关、编码、调制ABSTRACTUltrasonicsensorshavebeenwidelyusedinthefeildofmobileroboticsfordi

3、stancemeasurementwithresonablecostandmodestsystem’scomplexity．Inordertoprovidemobilerobotswith．moreenvironmentalinformation，normallyasensorringwithmultipleultrasonictransducersisrequired．Crosstalkphenomenon，whichcanresultinerroneousdistancemeasurement，oftenoccursamongadjacent

4、transducersonthesensorring．Twodifferentkindofmethodshavebeenusedbyresearcherstoeliminateultrasoniccrosstalk,whicharecalledheuristicsbasedsoft—processingmethodandhardwarebasedcodemethod，respectively．Thefollowingworkhasbeendoneinthisthesis．1．Thestateofartsofeliminatingofultraso

5、niccrosstalkissummarized．Thecut—inpointisfoundtosolvetheultrasoniccrosstalkproblem．2．TheultrasonictransducerisexcitedbythecircuitbasedonDC—DCmodule．Thesystemoscillatingtimeiseffectivelyreduced，comparedwiththetransformerbaseddrivemode．3．TheMathematicsmodeloftheultrasonicranges

6、ystemisbuilt．Thecircuitcharacteristicisstudiedbasedonthismodelanddifferenttriggeringmethodsarecompared．4．Pulsewidthmodulation，frequencymodulationaswelasphasemodulationaresimulatedbythesystemmodel．Thesemodulatingmethodsaleanalyzedandtheircorrelationresultsarecompared．一5．Byanal

7、yzingthecorrelationresults．ofsequenceswithdifferentlength，therelationshipbetweenlengthandcorrelationvalueofsequencesispresented．Toovercometheunpredictabilityofshortsequencecorrelations，theconceptofcorrelationgridmapofshortsequenceisputforward．KEYWORDS：Mobilerobot,Ultrasonictr

8、ansducebCrosstalk,Correlation，Code，Modulation独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师