隨著對(duì)電動(dòng)汽車的需求日益增加,人們對(duì)電動(dòng)汽車及其配套設(shè)施提出了智能化的要求。利用機(jī)器人充電是目前電動(dòng)汽車智能充電的一種重要解決方案,該方案最重要最基本的要求是能實(shí)現(xiàn)充電口的定位。目前的充電口定位的方法存在環(huán)境適應(yīng)性差、成本較高的缺點(diǎn),研究一種環(huán)境適應(yīng)性好、定位精度高、成本低的定位方法對(duì)推動(dòng)電動(dòng)汽車的智能化具有重大意義。超聲波定位作為一種非接觸式的定位方式,具有縱向分辨率高、環(huán)境適應(yīng)性好、方向性好等優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)較高精度的定位并且成本較低,在醫(yī)療、無損檢測(cè)、機(jī)器人導(dǎo)航、無人駕駛、倉儲(chǔ)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文針對(duì)充電口三維位置坐標(biāo)的確定,提出了基于TDOA的改進(jìn)三邊測(cè)定的算法,并對(duì)算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。同時(shí),分析建立了姿態(tài)確定中涉及的5個(gè)坐標(biāo)系,并提出了一種基于單位方向矢量求解齊次變換矩陣的算法,對(duì)算法進(jìn)行了仿真,證明了該算法的可行性。本文提出了“一發(fā)三收”的充電口定位總體方案,并對(duì)超聲波發(fā)射和接收探頭的安裝位置進(jìn)行了確定,超聲波發(fā)射探頭安裝在機(jī)械臂末端的頂部,超聲波接收探頭安裝在充電口的指定位置,呈三角形排列。依據(jù)定位的總體方案,首先對(duì)重要的硬件進(jìn)行了選型,然后對(duì)硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),包含超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、溫度測(cè)定電路、電源電路等,給出了電路原理圖并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;最后編寫了定位相關(guān)程序,包括無線通信程序、A/D轉(zhuǎn)換程序、RS485串口通信程序,給出了程序的流程圖。對(duì)本文設(shè)計(jì)的超聲波充電口定位方法進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,著重對(duì)重要的單一性能指標(biāo)和充電口定位進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明:該方法的定位檢測(cè)盲區(qū)不大于50mm,作用空間可達(dá)1000mm×1000mm×500mm,并且充電口的定位精度可達(dá)5mm,充電口的角度精度±0.1rad。證明了該方法的可行性。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

圖 1-1 Rivard 定位系統(tǒng)[20]r 針對(duì)以往的超聲波定位系統(tǒng)需要使用輔薄膜夾在兩片印刷電路板上的導(dǎo)電層之換能器的超聲波三維定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)，它包括同步和異步兩種模式。在同步模

圖 1-2 PCB 壓電薄膜安裝示意圖[21]Jose Carlos Prieto 等人針對(duì)超聲波定位系統(tǒng)無法在室外使用的情況，設(shè)計(jì)了使用時(shí)分多址[22]（TDMA）和碼分多址[23]（CDMA）兩種測(cè)量模式的超聲波定統(tǒng) 3D-LOCUS[24]，在室外風(fēng)速為 2m/s 的情況下，TDMA 定位模式的精度

圖 1-3 3D-LOCUS 定位系統(tǒng)架構(gòu)[24]學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室提出了超聲波三維定位系統(tǒng) ActiveBat[25]外線對(duì) 10×6×2cm 的標(biāo)簽進(jìn)行三維定位。該系統(tǒng)每隔 發(fā)送無線電消息，該消息包含系統(tǒng)要定位標(biāo)簽的 ID（16 位
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2865347