隨著汽車自動化技術(shù)的不斷普及和大功率充電技術(shù)的日益完善,電動汽車的自動充電技術(shù)得以迅速發(fā)展。目前的自動充電過程主要利用視覺系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對電動汽車充電口位姿的定位,但是該系統(tǒng)布置成本高昂,對雨霧天氣適應(yīng)性不佳。為促進(jìn)電動汽車自動充電技術(shù)的進(jìn)一步普及,亟需開發(fā)一種成本低、精度高并且環(huán)境適應(yīng)性好的位姿定位系統(tǒng)。因此,研究超聲測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)低成本、高精度的充電口位姿三維重構(gòu)和定位具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。通過對超聲聲場特性的研究與仿真,得出了超聲傳感器的選型依據(jù)。通過對超聲定位技術(shù)的研究,提出了以紅外信號作為時間基準(zhǔn)信號的超聲測距方案,設(shè)計(jì)了“三發(fā)三收”超聲定位節(jié)點(diǎn)的布置形式,并以此為基礎(chǔ)建立了位姿定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系,確定了電動汽車充電口的三維坐標(biāo)和姿態(tài)角的解算算法并驗(yàn)證了算法的正確性。通過對姿態(tài)解算算法的誤差分析,確定了超聲定位接收節(jié)點(diǎn)的布置形式。設(shè)計(jì)了收發(fā)分體式高精度超聲測距模塊,并通過邏輯分析儀驗(yàn)證了測距模塊的穩(wěn)定性。研究了實(shí)時聲速測量模塊,消除了溫濕度傳感器帶來的超聲聲速測量誤差。研制了位姿定位系統(tǒng)發(fā)射端和接收端的控制電路,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。編寫了位姿超聲定位系統(tǒng)關(guān)鍵芯片的控制程序...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究意義
    1.2 位姿超聲定位技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 位姿定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 電動汽車充電口位姿定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超聲定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 研究現(xiàn)狀分析
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 充電口位姿超聲定位算法研究
    2.1 引言
    2.2 超聲定位的理論基礎(chǔ)
        2.2.1 超聲波基本理論
        2.2.2 超聲傳感器及其性能指標(biāo)
        2.2.3 超聲波的聲場研究
    2.3 充電口位姿超聲定位方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 超聲定位的實(shí)現(xiàn)方法
        2.3.2 充電口位姿超聲定位方案
    2.4 充電口位姿超聲定位系統(tǒng)坐標(biāo)系的建立
    2.5 充電口位姿超聲定位算法
        2.5.1 充電口三維坐標(biāo)定位算法
        2.5.2 充電口姿態(tài)定位算法
    2.6 超聲定位接收節(jié)點(diǎn)的布置形式研究
    2.7 本章小結(jié)
第3章 充電口位姿超聲定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    3.3 位姿超聲定位系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 超聲測距發(fā)射模塊設(shè)計(jì)
        3.3.2 超聲測距接收模塊設(shè)計(jì)
        3.3.3 超聲測距模塊制作及性能驗(yàn)證
        3.3.4 實(shí)時聲速測量模塊設(shè)計(jì)
        3.3.5 位姿超聲定位系統(tǒng)收發(fā)端電路設(shè)計(jì)
        3.3.6 超聲測距模塊安裝位置的確定
    3.4 位姿超聲定位系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.4.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
        3.4.2 上位機(jī)顯示軟件設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 充電口位姿超聲定位系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)器材
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 超聲測距模塊的測距實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建
        4.3.2 測距模塊軸向直線測距實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 測距模塊徑向直線測距實(shí)驗(yàn)
    4.4 電動汽車充電口的位姿定位實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺的搭建
        4.4.2 室內(nèi)位姿定位實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 室外位姿定位實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3834438