本文關(guān)鍵詞：移動(dòng)障礙物檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究

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【摘要】：中國(guó)是世界上盲人數(shù)量最多的國(guó)家,如何安全行走是盲人日常生活中最大的問(wèn)題。路面探測(cè)、障礙識(shí)別和軌跡跟蹤一直以來(lái)都是導(dǎo)盲研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),也是盲人進(jìn)行避障的前提,因此移動(dòng)障礙物的檢測(cè)具有重要的研究?jī)r(jià)值與工程意義。傳統(tǒng)的目標(biāo)定位跟蹤研究基本上都采用多個(gè)傳感器的組合測(cè)量方式,但始終存在傳感器間的測(cè)量值不一致以及相互干擾等問(wèn)題,并且只能應(yīng)用在特定的場(chǎng)景下。論文在使用單個(gè)超聲波傳感器的基礎(chǔ)上,提出了移動(dòng)障礙物檢測(cè)方法并對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)改進(jìn),重點(diǎn)研究了以下幾個(gè)方面：1.分析探測(cè)量程與聲波頻率、波束角與換能器輻射面積的關(guān)系并選取超聲波傳感器KS109進(jìn)行測(cè)距；在三種典型目標(biāo)跟蹤算法的基礎(chǔ)上提出兩種移動(dòng)障礙物檢測(cè)方法。前一種結(jié)合EKF算法仿真分析云臺(tái)間距對(duì)跟蹤效果的影響；后一種對(duì)EKF算法進(jìn)行改進(jìn)并提出“集合EKF濾波器”,通過(guò)仿真驗(yàn)證檢測(cè)方法的可行性和改進(jìn)算法的性能。2.對(duì)移動(dòng)障礙物檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),包括硬件與軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件部分說(shuō)明各模塊的工作原理和使用方法；軟件部分以主程序?yàn)榭蚣?闡述四個(gè)功能子程序的工作流程。結(jié)合實(shí)際工程意義,確定采取單云臺(tái)的檢測(cè)方式,并進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整。3.搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),詳細(xì)地研究KS109的測(cè)量精度和探測(cè)范圍,并對(duì)靜止障礙物進(jìn)行定位和移動(dòng)障礙物進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了檢測(cè)系統(tǒng)具有較高的測(cè)量精度和穩(wěn)定的工作性能,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)障礙物的定位與跟蹤。
【關(guān)鍵詞】：超聲波測(cè)距 目標(biāo)跟蹤 改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼濾波 移動(dòng)障礙物檢測(cè)系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP274
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 論文的研究背景及意義9
• 1.2 測(cè)距技術(shù)概述9-11
• 1.2.1 激光檢測(cè)9-10
• 1.2.2 超聲波檢測(cè)10
• 1.2.3 視覺(jué)檢測(cè)10-11
• 1.3 目標(biāo)跟蹤算法概況11
• 1.4 論文的主要工作及安排11-13
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.4.2 組織結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 超聲波測(cè)距研究13-21
• 2.1 超聲波概述13-14
• 2.2 超聲回波信號(hào)處理14-15
• 2.3 超聲波換能器設(shè)計(jì)15-16
• 2.4 超聲波傳感器選型16-18
• 2.5 超聲波定位18-20
• 2.6 本章小結(jié)20-21
• 第三章 目標(biāo)跟蹤算法21-43
• 3.1 卡爾曼濾波的提出21-23
• 3.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波的發(fā)展23-24
• 3.3 強(qiáng)跟蹤濾波的改進(jìn)24-25
• 3.4 卡爾曼濾波的發(fā)散及抑制方法25-27
• 3.5 算例仿真與分析27-42
• 3.5.1 算例一27-30
• 3.5.2 算例二30-41
• 3.5.3 算例三41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 移動(dòng)障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)43-57
• 4.1 檢測(cè)方法的比較與選取43-47
• 4.2 檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)47-51
• 4.3 檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)51-55
• 4.3.1 主程序51-52
• 4.3.2 舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)子程序52
• 4.3.3 IIC通信子程序52-53
• 4.3.4 OLED顯示子程序53-54
• 4.3.5 數(shù)據(jù)處理子程序54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-65
• 5.1 傳感器測(cè)量與分析57-59
• 5.2 靜止障礙物定位59-60
• 5.3 移動(dòng)障礙物檢測(cè)60-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 本文工作總結(jié)65
• 6.2 未來(lái)工作展望65-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-71

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6 解興哲;王Y，

本文編號(hào)：842404