超声波定位讲解-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,超声波定位讲解-PPT课件,1、明天不一定更好,。但更好的明天一定会来。,2、干涉原则，就是不以人的好恶之心刻意去添减改变大自然。,3、聪明外露，不如智慧深藏。,4、要做的事情总找得出时间和机会；不愿意做的事情也总能找得出借口。,5、快乐是一时的。幸福是值得反复回味的。,6、爱，如呼吸。深爱，就是深呼吸。,7、世上最精明的胡涂便是“忘记”。,8、世上有很多好东西，是“带不走”的。,9、除了无法达成心愿之外，就数心愿达成了最伤感。,10、人一定要受过伤才会沉默专注，无论是心灵或肉体上的创伤，对成长都有益处。,11、有能力的人影响别人，没能力的人，受人影响。,12、无做什么，记得为自己而做，那就毫无怨言。,13、做人要含蓄点，不必斤斤计较，水清无鱼，人清无徒，谁又不跟谁一辈子，有些事放在心中自己知道就算了。,14、最佳的报复不是仇恨，而是打心底发出的冷淡，干嘛花力气去恨一个不相干的人。,15、有智者立长志，无志者长立志。（励志名言 ）,16、一年四季总要分明.我们又何必感叹。,17、错过的东西永远比失去的多。那还悲伤什么。,18、真相，是为了剿灭幻想。,19、那些过去的眼泪终将风干在记忆里。,20、今天比昨天好，就是希望。,21、看得出相爱,看不到未来。,22、我欲将心向明月,奈何明月照沟渠。,23、想的多一定没做的多有效，然而不想便做一定没什么效果。,24、上有天，下有地，中间站着你自己，做一天人，尽一天人事儿。,25、往事不要再提，人生已多风雨。纵然记忆抹不去，爱与恨都还在心底。,26、善良的人永远是受苦的，那忧苦的重担似乎是与生俱来的，因此只有忍耐。,27、我们必须拿我们所有的，去换我们所没有的。,28、当你年轻时，以为什么都有答案，可是老了的时候，你可能又觉得其实人生并没有所谓的答案。,29、闪电从不打在相同的地方.人不该被相同的方式伤害两次。,30、人来自泥土而归于泥土,其实也是土地上的作物。1、人生最重要的不是努力，不是奋斗，而是抉择。,2、老板只能给一个位置，不能给一个未来。舞台再大，人走茶凉。,3、意外和明天不知道哪个先来。没有危机是最大的危机，满足现状是最大的陷阱。,4、所见所闻改变一生，不知不觉断送一生。,5、生意，可以掌控努力与投资，却无法掌控结果。人生得意时找出路，失意时才有退路，宝马都有备胎，您的人生呢？,6、世界上有多少有才华的失败者，世界上有很多高学历的无业游民是因为选择错误。,7、下对注，赢一次；跟对人，赢一世。（励志电影 ）,8、学识不如知识，知识不如做事，做事不如做人。,9、不识货，半世苦；不识人，一世苦。,10、生命不在于活得长与短，而在于顿悟的早与晚。,11、做人处事，待人接物：重师者王，重友者霸，重己者亡。,12、没有目标的人永远为有目标的人去努力。,13、人生三阶段：比才华；比财力；比境界。,14、人若把自己框在一定的范围内，就容易限制了自己的思维和格局。,15、今天的优势会被明天的趋势代替，把握趋势，把握未来。,16、读万卷书不如行千里路，行千里路不如阅人无数，阅人无数不如名师指路。经师易得，人师难求。,17、学历代表过去，财力代表现在，学习力代表将来。,18、人生能走多远，看与谁同行；有多大成就，看有谁指点。,19、聪明的人看得懂，精明的人看得准，高明的人看得远。,20、做人不成功，成功是暂时的；做人成功，不成功也是暂时的。,超声波定位讲解-PPT课件1超声波特点阐述3 定位算法简析2 定位系统设计4系统误差及应用目录1、超声波特点阐述,超声波定位讲解-PPT课件1、明天不一定更好,。但更好的明天,超声波定位讲解-课件,2,超声波定位讲解-课件,3,超声波定位讲解-课件,4,超声波定位讲解-课件,5,超声波传感器,当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器（双压电晶片元件）施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。,超声波传感器的基本原理：,超声传感器按其工作原理可以分为压电式、电动式、电容式、磁致伸缩式和气流式等。,超声波传感器的种类：,当压电片受力时，在晶体的一个表面上会聚集正电荷，而在另一个表面上聚集负电荷，这两个极板上的电荷量大小相等方向相反，所以可以把压电片当作一个电荷发生器。由于在晶体的上下表面聚集电荷，中间为绝缘介质，可看成是一个电容器其电容量为,C=,S/d,S,压电元件聚集电荷的表面面积；,d,压电元件的厚度；,压电元件的介电常数。,再通过,U=q/c,便可以计算出电压变化。,超声波传感器当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产,6,超声波传感器,超声波传感器的主要性能指标包括工作频率、灵敏度、分辨率、工作温度、指向性等，其中最重要是工作频率。左图为中心频率为,40KHZ,的超声波传感器的频率特性曲线，它反映超声波传感器的灵敏度与频率之间的关系。从图中的频率特性可知，在发射器的中心频率处，发射器所产生的超声波最强；而在中心频率两侧，声压能级迅速降低。因此，在使用中，一定要,用接近中心频率的交流电压来驱动,超声波发生器。,超声波传感器及其特性：,超声波传感器超声波传感器的主要性能指标包括工作频率、灵敏度、,7,2,、超声波定位系统设计,2、超声波定位系统设计,8,超声波定位系统设计,一、反射式测距法：反射式测距法就是发射超声波并接收由被测物产生的回波,根据回波与发射波的时间差计算出待测距离。,超声波定位系统主要研究超声波的测距方法，然后根据距离和提供算法来计算出待测物体的位置，超声波测距有两种实现方法：,声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为,340m/s,，根据计时器记录的时间,t,，就可以计算出发射点距障碍物的距离,(s),，即：,s=340t/2,。这就是经典的所谓的时间差测距法。,超声波定位系统设计一、反射式测距法：反射式测距法就是发射超声,9,超声波定位系统设计,二、单向测距法：单向测距法中由应答器和主测距器组成,主测距器放置在被测物体上,在微机指 令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号,应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号,得到主测距器与各个应答器之间的距离。,单向测距发可以实现两点测距，当同时有三个或三个以上不在同一直线上的应答器作出回应时,就可以计算出被测物体所在的位置。在相同的测量距离下,反射式测距法中空气对超声波吸收较单向测距法中大,因此反射式测距范围较单向式测距范围小。,若以测得距离，根据算法便可得到待测物体的位置，实现定位。,超声波定位系统设计二、单向测距法：单向测距法中由应答器和主测,10,3,、定位算法简析,3、定位算法简析,11,定位算法一,超声波发射器固定在待定位的物体上，发射器按一定时间向周围发射超声波脉,在其周围,3,个固定的位置安装超声波接收器用以接收发射器发射的超声波脉冲，利用超声波到达,3,个接收器的时间，计算出超声波发射器的具体位置。如果是移动物体，通过连续测量，就可描绘出物体移动轨迹。,或者待定 位物体 上 装 的 是超 声 波 接 收 器，物 体 周 围装 的是 发射器，通 过 计 算 接 收器 与每 个 发 射 器 之间距离 进行 定 位。,超声波空间定位方案一：,定位算法一超声波发射器固定在待定位的物体上，发射器按一定时间,12,定位算法一,设声波在空气中的速度为,v,发射器发射声波到接收器接收声波的时间为,t,则亮着距离可求得为,L=vt,假设在,A(a,0,0),、,B,（,0,b,0,）、,C(0,0,0),三个位置安装上超声波接收器，被测对象在,M(x,y,z),处，以上三个点倒带定位物体的距离为,L1,，,L2,L3,，则有：,L1=,（,a-x,）,+y+z,L2=x+,（,b-y,）,+z,L3=x+y+z,联立上式，解得：,x=L3-L1+a/2a,y=L3-L2+b/2b,z=L3-x-y,方案一：距离交会法,定位算法一设声波在空气中的速度为v,发射器发射声波到接收器接,13,定位算法一,方案一：距离交会法,优点：这种方法所受的空间条件限制较少，即使在主体与接收点之间有障碍物，只要不完全阻断超声波的传播，仍可以工作。,缺点：由于接收与发射点的位置固定，回波法较难实现两点测距。需采用发射与接受装置的同步时差法测距法，同时要由高精度的计时装置，这样制作制作起来相对复杂。,优点,缺点,定位算法一方案一：距离交会法优点：这种方法所受的空间条件限制,14,定位算法二,模仿 蝙蝠 的定 位 原 理，使 用,1,个 超 声 波 发射器，,2,个超声波接收器，由物体反射波到达,2,个接 收器所 用 的时 间进 行 定 位，该 方 法 可 以对 普 通物体 进行定 位。,但容 易受 到干扰，当探测 范 围内有多个 物体 时，定 位结果 将不 准确,超声波空间定位方案二：,定位算法二模仿 蝙蝠 的定 位 原 理，使 用 1 个 超,15,定位算法二,收 发传 感 器,1,、收发 传 感 器,2,、任 意位 置,2,个,(,也 可 以多个,),物 体,A,和,B,，收 发传 感 器可 以发 送和 接 收 超声 波，,2,个 收 发 传 感 器 之 问距离,L,为 已知，通 过单 片机 连接在一 起。,由几何 关 系可知：,利用 上式 可 以判 断 数据 的有 效 性，如不 满 足上述 两式，可 能 原 因是 所 测 物 体速 度 已超出仪器精度，应将数据舍弃。,超声波空间定位方案二：,t,11,t,12,T,11,T,12,t,21,t,22,T,22,T,21,T,11,=t,21,T,12,=t,22,定位算法二 收 发传 感 器 1、收发 传 感 器 2、任,16,定位算法二,以收发传感器,1,为 圆心，以,t,11,/2,，,t,12,/2,为半径 分 别 画 圆，然 后 以 收 发 传 感 器,2,为 圆 心，以,T,21,/2,，,T,22,/2,为 半 径 分 别 画 圆，可 得 出,4,个 交 点,D,，,E,，,F,，,G,，如左图所示。,因为,2,个 位 置点 要 占尽,4,个 圆 弧，所 以可 以判 断物 体 的位置 在,D,点、,F,点 或者,G,点、,E,点，即如果将 圆 弧 相 交 所 得 的 图 形 看 作 是 扭 曲 的“矩形”，则 物体 所处位 置 的连线 只能是“矩形”的对 角线 所 以只需 判 断,D,，,E,，,F,，,G,任意 一 点是 不是 物体 所处 的位 置 即可定 位两 物 体，因 为,F,点 与收 发传感器,1,和收发传感器,2,距离之和最近，所 以只需判 断,t,11,/2,与,T,21,/2,的 和是 否 等 于,T,11,，如 果 等于，则,F,点即为物体位置点，反之,F,点不是物体位置点,定位算法二以收发传感器 1 为 圆心，以 t11/2，t,17,定位算法二,优点：,不需要在物体上加装发射或接收,器,，能 对普 通物体 定位。,缺点：,算法较为复杂。,定位算法二优点：缺点：,18,4,、系统误差及应用,4、系统误差及应用,19,系统误差及应用,由于无线通讯模块被应用,到了本系统中，无线信号在介质,中的传播需要时间，但无线信号,的传播速度比超声波的传播速度快很多，时间差可以忽略不计，,但