【正文】 The shape of the resultant sonar map changes drastically according to the characteristics of the sensor such as sensitivity, directivity and so on.178。 Obstacle detectability varys with the individual sensor system.178。 60mm), the left side is a high voltage power supplyfor 4 transmit and receive circuits (70mm 163。圖13 系統(tǒng)A 的合成聲納地圖 圖14 系統(tǒng)B 的合成聲納地圖Obstacle Detectability of Ultrasonic Ranging Systemand Sonar Map UnderstandingAbstractInformation obtained by the ultrasonic sensor is influenced by the characteristics of the sensing system such as sensitivity, directivity and so on. In order to investigate its influence, we constructed two ultrasonic ranging systems of which characteristics differs from each other and examined their performance such as obstacle detectability and resultant sonar map.Keywords: Ultrasonic Sensing, Obstacle Detection, Sonar MapI. IntroductionFor mobile robots, functions which recognize environments are required to find unpredictable obstacles and paths through which the robot can pass, whether having an environmental map or not. As for range sensors, which can measure a distance to objects, ultrasonic sensor is more monly used with mobile robots because it is small, inexpensive and easy to calculate distances.Present ultrasonic sensor systems generally calculate distance using the timeofflight (TOF) method. The distance l to a reflected object is calculated by l =c t/2。不幸的是，幾乎大多數(shù)的電流傳感器并沒有那么聰明，而且能力是有限的?！衤暭{地圖的認(rèn)識應(yīng)當(dāng)做到細(xì)心，因?yàn)槁暭{地圖形狀可能在很大程度上與真實(shí)的環(huán)境不符合。●傳感器的指向性不僅取決于換能器得方向性，而且取決于傳感器的敏感性。因此，系統(tǒng)B可以改善檢測障礙物的能力。從這個圖形可以看到，該系統(tǒng)B指向性寬，由于距離數(shù)據(jù)躺在一個傳感器與圓的弧線上且其中心在傳感器上。因此，該區(qū)域的數(shù)據(jù)顯示在圓與墻的接觸弧上，其中心在墻外。另外，當(dāng)傳感器的線路和圍墻的法線方向角變大時，回波強(qiáng)度變小。因?yàn)榇讼到y(tǒng)中回聲信號的強(qiáng)度很低，而且當(dāng)回聲從傳感器反射回來時，其信號幅度無法超過其極限值。圖12實(shí)驗(yàn)環(huán)境。右側(cè)是一個方向的發(fā)送和接收電路（70毫米*60毫米），左邊是為4個發(fā)送和接收電路供電的高電壓電路（70毫米*72毫米）。這些傳感器被放在原點(diǎn)（0，0）。每個系統(tǒng)都安裝在我們的移動機(jī)器人“YAMABICO”上[5]（圖11），以及該系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)方向是由機(jī)器人改變。其有圍墻和直角彎道（凸，凹）。 圖8 反射物體寬度的最大量測距離實(shí)驗(yàn)設(shè)置 圖9 反射物體寬度的最大量測距離實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖10 障礙物檢測的超聲波測距方向性Ⅳ 聲納地圖理解我們調(diào)查了使用兩個超聲波測距系統(tǒng)制作的環(huán)境地圖。因此，如圖10所示寬指向性對于障礙物檢測也很需要。然而，只有障礙物垂直于換能器的視線內(nèi)，其才可以被檢測到。在許多情況下，超聲波傳感器連接到一個喇叭，以增加換能器視線內(nèi)波的強(qiáng)度，所以方向性變窄。不過，這個數(shù)字表明，系統(tǒng)B在不使用喇叭時可以比系統(tǒng)A測量得更遠(yuǎn)，而且系統(tǒng)B與實(shí)際物體的誤差比A小。實(shí)線表示測量值，虛線表示的到物體的實(shí)際距離。實(shí)驗(yàn)設(shè)置如圖8，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示。傳統(tǒng)的系統(tǒng)連接到角，以增加回波強(qiáng)度。在此之后，閾值水平隨時間遞減。接收波在4V左右達(dá)到飽和。其表明直接波縮短，以及超聲波上升時間也縮短。此外，由于超聲波緩慢上升造成測量誤差。左邊是一個直接波，右邊是一個回音。系統(tǒng)B增加衡量的范圍，減少測量誤差，并以一個簡單的電路提高測量性能。但電路復(fù)雜。寶麗來超聲波測距定位傳感器解決了隨時間變化的放大系數(shù)這個問題。我們把這種方法稱為時間閾值控制。因此，測量誤差可減少。因此，它可以測量近距離物體。這種方法有以下好處。為了擴(kuò)大回波信號的強(qiáng)度，加快了它的增加，一個單脈沖高電壓用于發(fā)射器。圖2反射波的模型圖3 A系統(tǒng)信號的概念為了解決A系統(tǒng)的問題，我們改進(jìn)了發(fā)送和接收電路，開發(fā)了一種新型超聲波傳感器系統(tǒng)B。此外，喇叭連接到A體系中增加波強(qiáng)度。當(dāng)級別設(shè)置較高時，不可能檢測遠(yuǎn)距離物體。為了減少這種測量誤差，超聲波必須加速增加。首先，回波信號是緩慢上升，然而回波信號強(qiáng)度沒有那么大。A系統(tǒng)每個信號的概念如圖3所示。一個范圍值的計算方式是使用擴(kuò)增回聲飛行時間和閾值法水平。我們已經(jīng)開發(fā)出一種超聲波測距系統(tǒng)A，其中一個根本的方法是采用以下的[4] [3]。由于我們使用的壓電式超聲波傳感器，我們分別使用一個發(fā)射器和接收器。 Ⅱ兩個超聲波測距系統(tǒng)圖2顯示了反射波的模型，其中有兩個對象在視野中。其障礙物檢測的可用性在第三節(jié)驗(yàn)證，聲納地圖制作使用在第四部分。為了探討傳感器系統(tǒng)的影響，我們建立了兩個特性互不相同的超聲波測距系統(tǒng)，相互借鑒，研究，檢測他們的性能如障礙物檢測性及合成的聲納圖。飛行時間方法在回波幅度首次超過臨界值后產(chǎn)生一個范圍值。到反射物的距離l通過公式l=ct/2計算。至于射程傳感器，可以測量與物體間的距離，超聲波傳感器普遍用于移動機(jī)器人中，因?yàn)樗w積小，價格低廉，更易于距離的計算。關(guān)鍵詞：超聲波測距，障礙物檢測，聲納地圖。淮海工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計結(jié)果的預(yù)測）指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日系審查意見：系主任(簽名)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專業(yè)班級： 電子信息工程 電子063 學(xué)生姓名： 陳 芬 學(xué) 號：030611301 指導(dǎo)教師： 曹雙貴(講師) 外文出處： (外文)Obstacle Detectability of Ultrasonic Ranging System and Sonar Map Understanding 附 件：； 指導(dǎo)教師評語：簽名： 年 月 日超聲波測距系統(tǒng)的障礙物檢測摘要從超聲波傳感器獲取的信息受傳感系統(tǒng)的特性如敏感度，方向性等影響。同時更重要的是該設(shè)計方案大大節(jié)省了設(shè)計成本, 并且由于是采用軟件編程技術(shù), 所以其移植性能好, 在設(shè)計電路時可以將其它更多的功能設(shè)計進(jìn)去。利用超聲波制作汽車防撞雷達(dá)可以幫助駕駛員及時了解車周圍阻礙情況, 防止汽車在轉(zhuǎn)彎、倒車等情況下撞傷、劃傷。