超声波测距在智能机器人中的开发与应用摘 要：本文提出了在机器人控制中，使用软件方法实现超声波测距机器人避障功能的工作原理和设计 方法。该系统在使用过程中，测量精度高，机器人避障准确，可靠，真正实现了智能化控制。 关键词：机器人 超声波 测距 软件触发 Abstract： The 0n pnnc eanddesignm d10d ofu]U~ sordc are descx'~edindetail fora intenigencero~ ic ． ByI|8i“gthissystem，therobotmakesaccta~elyavoidingdmwhackhi# reliability． 1畸 wo阿s：ro tultro-sor~c聊 曲 喀sot~aretrigger 1 引言 在智能机器人的研制开发中，很重要 的一部 分就是机器人 要能实现避 障功能 ，即通过传感器 的作用 ，探测机器人行进道路 上是否碰到障碍。 若碰到了障碍 ，机器人应该 自动转向 ，躲避障碍 。 本文所介 绍的超声 波测距方法 ，应用 于 ET一18 Hem智能机器人中。通过超声波测距 ，该智能机 器人实现了对步进电动机的智能控制及运动控制 方式的灵活应用。同时，超声波测距作为一种非 接触 的检测方式 ，和红外 、激光及无线电测距相 比，在近距范 围内有不受光线影响、结构简单 、成 本低等优点 2 超声波测距基本原理 超声波是指频率在 2000Hz以上 ，不能引起正 常人听觉反应 的机械振动波 ，是物体 的机械振 动 在弹性介质 中传播所形成 的机械振动波。由于超 声波具有非常短 的波长 ，可 以聚集成狭小 的发
上传时间： 2022-02-16
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本论文是依托“985”工程超宽带全中频比幅比相测向系统研制项目，在原有经典雷达接收机系统设计方案的基础上，结合测向系统的工作原理和测向要求，采用四通道一次变频超外差设计方案，基于MC和MMC器件分模块设计了一个雷达接收机，并对该接收机的频率源进行了研制论文首先针对该接收机系统的指标要求，进行了系统的变频分析以及链路的指标分配和核算，对接收机进行了系统级设计和功能模块规划。下变频电路是整个接收机系统的主要组成部分。论文选用双平衡混频器，并对下变频电路中各个功能模块，包括耦合电路、低噪声放大电路、混频电路、中频放大电路和中频滤波电路以及其本振信号功分电路和测试信号功分电路进行了设计和测试。在此基础上，还完成了下变频电路的结构布局和电磁兼容设计。频率源已成为雷达接收机系统的乃至整个雷达系统十分关键的技术。论文采用直接数字频率合成器（DDs）和锁相环（PLL）相结合的频率合成方案，完成了频率合成器，包括DDS、PLL以及其基于ARM的控制电路的设计和测试对接收机及其频率源的测试结果表明：系统工作状态正常，基本满足设计要求。21世纪进入高技术兵器时代，武器装备的自动化和智能化是其发展的主要趋势。智能化武器中最为突出的是精确制导和无人机，其精确的探测技术是由一个建立在一定体制上的测向系统完成，因而现代电子战对测向系统的准确性要求越来越高。在众多的测向体制中，比幅比桕测向具有系统设备少、易实现、通道的致性好及抗干扰性高等优点，被广泛使用于电子侦察设备。在这样一个测向系统中，雷达接收机是一个重要的组成部分。雷达（RADAR）词源于美国海军在1940年第二次世界大战中使用的一个保密代号，它是无线电探测和测距（Radio Detection and Ranging）的英文缩写，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置，因此雷达也称为“无线电定位”。随着雷达技术的发展，雷达的基本任务不仅仅是从探测目标中提取诸如目标距离，角坐标（方位角和俯仰角），而且还包括测量目标的速度，以及从目标回波中获取更多目标反射特性等方面的信息。
标签： 接收机
上传时间： 2022-03-29
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制导雷达是武器系统的重要组成设备，负责完成对来袭目标的探测、跟踪和识别，同时对拦截导弹实施全过程控制，直至摧毁来袭目标。本书从制导雷达系统工程设计要求出发，提出了制导雷达系统的设计方法，讨论了选择雷达工作体制，确定系统组成，分析计算机性能，确定系统各部分技术指标等关键问题，本书还专门讨论了制导雷达系统的精度分析，总体设计，可靠性维修设计和系统试验技术等内容。作为应用实例，本书针对两种典型的中近程防空武器系统的制导雷达和中远程防空导弹武器系统的多功能相控阵制导雷达，介绍了它们的设计原理，系统组成，系统工作过程和各主要分系统的关键技术，并讨论了固态有源相控阵技术和新一代防空导弹武器系统研制过程中的主要关键技术问题。
标签： 雷达
上传时间： 2022-05-20
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作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
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MLX90614 系列模块是一组通用的红外测温模块。 在出厂前该模块已进行校验及线性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设备应用等。本文以MLX90614为例介绍其原理和应用。 特性和优点 体积小，成本低 易集成 宽温度范围内的出厂校准设置：传感器温度范围-40…+125 ˚C物体温度范围-70…+380 ˚C Ta 和 To 由 0 到+50°C 温度范围内，精度可达到 0.5°C (医用) 高精度校准 测量辨析度可达 0.02°C 单个和双重视野版本 兼容 SMBus 数字接口 客户定制的 PWM 连续读数输出 3V 和 5V 电源电压 电源电压可从 8…16V 调节 节能工作模式 适用于不同应用领域的多种封装方式和测量方式 车用级别标准应用实例 高精度无接触测量 用于车用空调控制系统的温度舒适度传感器 用于住宅，商业和工业建筑的空调温度感应元件 挡风玻璃防雾应用 汽车视野死角检测 工业移动元件温度控制 打印机、复印机温度控制 家电温度控制 卫生保健 家畜监控 移动物体探测 多区域温度控制 – 两线通信可支持多达 100 个传感器 热动继电器 / 警报 体温测量
上传时间： 2022-05-30
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在EURO NCAP 2025 Roadmap中，规划车内儿童存在检测的需求，促使汽车制造商在未来产品设计上须提供此功能。借此帮助解决识别独自遗留在汽车中的儿童和警告驾驶员的问题，添加儿童存在检测功能可提高汽车的整体安全等级。在此， 世平兴业特别介绍以TI IWR1642 雷达单芯片为主的模组，作为车内生命探测检测的推荐方案，其产品特点如下1.其基于77GHz mmWave 射频互补金属氧化物半导体（RFCMOS）技术。调频连续波（FMCW）雷达可实现精确测量距离和相对速度。2.可提供高达4 GHz的超宽频宽，能够以高于24-GHz窄带解决方案16倍的精度感测物体和运动。3.雷达相对不受常见的环境条件的影响 如:灰尘，烟，光线….等。因为FMCW雷达传输特定信号并处理反射，它们可以在完全黑暗和明亮的日光下工作(雷达不受眩光影响)。与超声波相比，雷达通常具有更长的距离和更快的传输时间信号。
上传时间： 2022-06-04
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随着现代科技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化的趋势。同时，随着汽车工业的飞速发展，汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理相对落后，导致了交通事故与日俱增，城市交通拥堵成为城市管理的难题。本设计在汽车前端放置超声波检测装置，通过对前方汽车车距的检测，送到中心控制器作出判断，进行车辆车速控制，从而达到车辆主动安全行驶，避免不必要的碰撞。设计利用智能小车来模拟真实车辆行驶环境，采用红外对管检测黑线实现循迹，超声波传感器测距实现避障，采用MSP43062553作为主控制芯片，电动车电机驱动采用L298N芯片，根据内置的程序分别控制小车四个直流电机运转，实现小车自动识别路线循迹行驶，能较有效的控制其在碰上障碍物时能及时停车。本设计结构简单，较容易实现，具有一定的智能性。这个系统安装在汽车上，能探测车辆前方的行人、车辆或周围障碍物，能向司机提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机采取应急措施来应付特殊险情，避免损失，在日常交通环境中提高了车辆行驶安全性，具有一定的市场推广价值。关键词：智能小车：msp430单片机；L298N；超声波传感器；红外传感器
上传时间： 2022-06-17
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糖尿病被列为世界三大难症之一，危害巨大。而随着人们生活方式和生活环境的改变，糖尿病患者的数量还在不断增多，且呈现年轻化的趋势。由于影响糖尿病病情的因素很多，大部分患者需要进行血糖的自我监控，以达到稳定病情和促进治疗的目的，而便携式血糖仪因其使用便捷而受到广大糖尿病患者的青睐。现有针对便携式血糖仪的研究大多是针对技术层面的，极少有人关注它的软性层面即其在人机交互性方面的发展。本文以人机交互理论为指导，从寻找和研究目标用户、发掘用户的潜在交互需求出发，系统分析和比较了现有便携式血糖仪的使用过程和使用方式，从而了解了其在使用过程中的人机交互情况，并针对现有便携式血糖仪的交互性进行了评估，总结了现有便携式血糖仪在人机交互和人机界面设计方面的优点和问题点，提出了针对便携式血糖仪的交互式设计准则以及在设计上的改进意见，同时还展望了便携式血糖仪在人机交互方面的发展趋势。2.1便携式血糖仪的分类血糖仪自1968年由汤姆·克莱曼斯发明至今，血糖仪经历了不同的技术发展阶段，出现了采血便携血糖仪、动态血糖仪、表式血糖仪等等不同原理的血糖仪，目前广大糖尿病患者大部分购买的都是便携式血糖仪。2.1.1按工作原理分类从工作原理上便携式血糖仪分为两种，一种是光电型，一种是电极型。光电血糖仪有一个光电头，但探测头暴露在空气里，很容易受到污染，影响测试结果，使用寿命比较短，一般在两年之内是比较准确的，两年后需要定期做校准；电极型的测试原理比较科学，电极口内藏，可以避免污染，并且测试的精读比较高，正常使用的情况下，不需要校准，寿命长。2.1.2按测糖方式分类目前市场上常见的血糖仪按照测糖技术可以分为电化学法测试和光反射技术测试两大类。前者是酶与葡萄糖反应产生的电子再运用电流记数设施，读取电子的数量，再转化成葡萄糖浓度读数。后者是通过酶与葡萄糖的反应产生的中间物（带颜色物质），运用检测器检测试纸反射面的反射光的强度，将这些反射光的强度，转化戏葡萄糖浓度
上传时间： 2022-06-17
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机器人是整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，能实现环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能。机器人代表了科学技术的最高水平，在工业、农业、医学建筑业甚至军事等领域中均有重要用途]。宋健院士在国际自动控制联合会第14届大会报告中指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”2吗。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会（Robot Institute of America，RlA）于1979年给机器人的定义：一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统]。作为机器人研究领域的一个重要分支，双足机器人（Humanoid Robot）由于其广阔的应用空间一直是研究热点之一。所谓双足机器人，又称仿人机器人，是具有人形的机器人，是关节转动灵活，控制系统复杂，能完成高难度的动作的机器人。它是机械、自动控制技术、计算机技术、人工智能、微电子学、模式识别、通讯技术、传感器技术、仿生学等多学科和技术综合的结果，代表着一个国家高科技发展水平。研制与人类特征类似，具有人类智能、灵活性，并能与人类交流，不断适应环境的双足机器人一直是人类的努力的目标]。与传统机器人相比，双足机器人具有显著的优势，比一般机器人有更大的机动性、灵活性，同时也具有更广泛的应用领域。双足机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智能、材料科学等学科的技术进步，以及机器人使用范围的扩大和人类日常生活需要的产物。双足机器人在工农业生产、科学探测、军事侦察、生活服务与娱乐等很多方面都有广泛的应用前景。首先双足机器人在拓展人类的认知范围上发挥着重要作用，在外层空间、深海等人类尚不能到达的环境都有双足机器人的身影；其次双足机器人已经广泛应用在恶劣、危险条件下或其它不适合人类活动的环境中。双足机器人的迅速发展和广泛应用，对人类社会的生活和生产产生了深远的影响。也正是因为双足机器人的广泛的应用背景和商业价值，所以近年来，双足机器人成为机器人研究领域内的一个热点]。
上传时间： 2022-06-18
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激光雷达（Lidar light detection and ranging，光探测和测距的缩写）是利用激光作为探测源的1种探测雷达。与常见的微波雷达所采用的波源微波相比，激光具有单色性好、相干性强、方向性好的特点，而且光波的工作波长与微波相比小3~5个数量级，因而激光雷达有极高的时空分辨力和抗干扰能力。因此，激光雷达在测距、制导、导航、测绘和大气遥感、大气探测等军用、民用领域有非常广阔的发展前景1-1由于激光雷达的波源是激光，所以其回波信号的接收是1个光电转换的过程。激光雷达工作过程中激光源与探测目标、大气的相互作用以散射和吸收为主，十几公里外的回波多则十几少则几个光子，信号非常弱，因此激光雷达微弱信号检测、放大技术是激光雷达的关键技术之.。目前，国内外在激光雷达信号前置放大领域的研究不多，往往是直接应用市场成品于不同的激光雷达，实际使用效果有好有坏。国外研制PMT前置放大器的公司有EMI，PHIL IPS SCIEN-TIFIC等公司，然而，不同的激光雷达，其回波信号和系统参数往往不一样，因此有必要根据实际的激光雷达系统参数对其前置放大器进行优化设计，这样才能更好的对激光雷达信号进行检测放大。
上传时间： 2022-06-19
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