本文關(guān)鍵詞：高精度實(shí)時(shí)超聲測距技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文圍繞在惡劣環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)高精度超聲實(shí)時(shí)測距這一主題，，對超聲測距系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及測距算法進(jìn)行了研究和探討。 文章首先研究了超聲換能器的工作機(jī)理，通過理論推導(dǎo)并與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種適合中小功率換能器的驅(qū)動電源：研究了超聲波在空氣中傳播的衰減特性，設(shè)計(jì)了自動增益控制電路，擴(kuò)大了超聲信號處理的動態(tài)范圍和處理精度；采用系統(tǒng)級芯片搭建了一套超聲測距系統(tǒng)的硬件平臺；通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的噪聲抑制能力，可以在一定程度上擴(kuò)展超聲換能器的作用距離。 其次，文章研究了傳統(tǒng)的自適應(yīng)延時(shí)估計(jì)測距算法，分析了算法性能上優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：通過研究超聲回波包絡(luò)信號的一致性特點(diǎn)，提出了基于回波包絡(luò)的最小均方延時(shí)估計(jì)算法，并對算法進(jìn)行了軟件仿真，分析了算法的性能，最后進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證，理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。 最后，文章討論了自適應(yīng)濾波器的收斂過程與濾波器權(quán)系數(shù)之間的關(guān)系，提出了一種新的快速自適應(yīng)延時(shí)搜索算法，并在搭建的超聲測距實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行了驗(yàn)證，達(dá)到了預(yù)期的目的。
【關(guān)鍵詞】：超聲波 超聲測距 超聲換能器 自適應(yīng)濾波 信道均衡 最小均方延時(shí)估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：TH761.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 第一章 緒論7-11
• §1．1 超聲與超聲的應(yīng)用7-8
• §1．2 超聲測距的現(xiàn)狀與問題8-9
• §1．3 本文的主要工作9-10
• §1．4 課題研究的意義10-11
• 第二章 超聲測距技術(shù)綜述11-20
• §2．1 超聲測距原理11-16
• 2．1．1 超聲及超聲的傳播速度11-12
• 2．1．2 超聲的衰減12-13
• 2．1．3 超聲換能器13-15
• 2．1．4 超聲測距原理15-16
• §2．2 典型的超聲測距系統(tǒng)16-18
• §2．3 此類系統(tǒng)的應(yīng)用范圍及存在的問題18-20
• 第三章 超聲測距系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)20-30
• §3．1 換能器驅(qū)動電路設(shè)計(jì)20-24
• 3．1．1 換能器驅(qū)動電路原理21
• 3．1．2 脈沖變壓器的設(shè)計(jì)21-23
• 3．1．3 阻抗匹配電路的設(shè)計(jì)23-24
• §3．2 超聲換能器的信號調(diào)理電路設(shè)計(jì)24-27
• 3．2．1 前置放大電路24-25
• 3．2．2 帶通濾波器25
• 3．2．3 自動增益控制電路(AGC)25-26
• 3．2．4 信號偏置電路26-27
• §3．3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-28
• §3．4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)論28-30
• 第四章 高精度超聲測距算法研究30-49
• §4．1 基于LMS算法的自適應(yīng)延時(shí)估計(jì)30-39
• 4．1．1 自適應(yīng)濾波30-31
• 4．1．2 最陡下降法31-33
• 4．1．3 最小均方算法33-35
• 4．1．4 LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)(LMSTDE)35-37
• 4．1．5 超聲回波信號的LMS自適應(yīng)延時(shí)估計(jì)實(shí)驗(yàn)37-38
• 4．1．6 傳統(tǒng)LMSTDE算法的運(yùn)算量38-39
• §4．2 基于回波包絡(luò)的LMSTDE算法39-43
• 4．2．1 超聲回波包絡(luò)及其一致性特點(diǎn)39-40
• 4．2．2 回波包絡(luò)的提取方法40-41
• 4．2．3 基于回波包絡(luò)的LMSTDE算法實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-42
• 4．2．4 基于回波包絡(luò)的LMSTDE算法的運(yùn)算量及精度42-43
• §4．3 基于濾波器權(quán)值的LMSTDE算法43-48
• 4．3．1 LMS自適應(yīng)濾波器收斂過程在權(quán)系數(shù)上的反映43-44
• 4．3．2 期望信號的加擾問題44-45
• 4．3．3 基于濾波器權(quán)值的LMSTDE算法實(shí)現(xiàn)45-47
• 4．3．4 基于濾波器權(quán)值的LMSTDE算法的特點(diǎn)47-48
• §4．4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 結(jié)論與前景展望49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 附錄 A54-55
• 附錄 B55-56
• 附錄 C56

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊興明;賈保柱;萬莉;張瑞;;一種新的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

2 王榮榮;楊海忠;;超聲測距誤差補(bǔ)償算法研究[J];工礦自動化;2012年12期

3 李云陽;;基于單片機(jī)的超聲測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車;2010年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王星;投影屏觸摸控制設(shè)備的設(shè)計(jì)[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

2 張振生;基于溫度補(bǔ)償?shù)某暡y距系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2012年

3 李欣;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能安防系統(tǒng)研究[D];山東建筑大學(xué);2012年

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5 龐雷;高精度水下定位系統(tǒng)[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

6 祝思文;基于寬帶超聲傳感器的室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究[D];安徽大學(xué);2007年

7 操文祥;基于單片機(jī)的超聲測距系統(tǒng)[D];安徽大學(xué);2007年

8 曹玉華;超聲測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其在機(jī)器人模糊避障中的應(yīng)用[D];中國海洋大學(xué);2007年

9 陜云凌;密閉容器內(nèi)液體液位超聲測量技術(shù)的研究[D];中北大學(xué);2008年

10 王耀賓;超聲導(dǎo)航移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)及模糊避障技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：高精度實(shí)時(shí)超聲測距技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：260807