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超聲波的定位系統(tǒng)應(yīng)用

更新時(shí)間:2020-07-27瀏覽:2282次

什么是超聲波定位系統(tǒng)

超聲波定位系統(tǒng)是利用超聲波的空間傳播特性,來確定目標(biāo)的具體位置。將超聲波發(fā)生器置于被定位的目標(biāo)上面,向周圍按照一定的時(shí)間間隔發(fā)送超聲波脈沖,在周圍3個(gè)固定位置上分別接收超聲波發(fā)射裝置發(fā)出來的脈沖信號(hào),由于超聲波在空間傳送速度比較慢,所以通過比較三個(gè)接收裝置收到信號(hào)的時(shí)間先后,可以反演出超聲波發(fā)生器的具體位置,也就是被定位目標(biāo)的位置,當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí)候,可以通過不間斷測(cè)量,描出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

超聲波自動(dòng)定位儀的技術(shù)指標(biāo)包括定位精度、響應(yīng)速度、定位范圍。定位精度在5cm之內(nèi),響應(yīng)速度為0.1秒,定位范圍為場(chǎng)地內(nèi),半徑30米的區(qū)間。因此超聲波定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要是室內(nèi)定位和場(chǎng)地定位。如汽車駕駛考場(chǎng),將發(fā)射裝置置于汽車上,跟隨汽車運(yùn)動(dòng),接收系統(tǒng)可在電腦上描出汽車行駛的軌跡,從而可以通過電腦自動(dòng)判斷汽車駕駛員是否合格,減少了監(jiān)考人員的工作量。

超聲波定位原理

超聲波定位系統(tǒng)主要是依據(jù)超聲波測(cè)距方法,然后根據(jù)距離和算法來定位物體的位置,例如:

超聲波發(fā)生器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板,當(dāng)兩極外加脈沖信號(hào)的頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí),壓電晶片將發(fā)生共振,并帶動(dòng)共振板振動(dòng),從而產(chǎn)生超聲波;同理,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片產(chǎn)生振動(dòng),將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

被測(cè)距離

中:s為超聲波傳播距離;h為發(fā)射探頭與接收探頭之間的距離。由于s遠(yuǎn)大于h,因此可近似認(rèn)為d=s,則d=s=ct/2,t為發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔,c為超聲波在空氣中的傳播速度。在空氣中,常溫下超聲波的傳播速度是334m/s,但其傳播速度c易受空氣中溫度的影響,聲速與溫度關(guān)系如表1所示,由此可修正超聲波傳播速度c=331.5+0.607T

在未來市場(chǎng)應(yīng)用前景中超聲波定位系統(tǒng)市場(chǎng)相當(dāng)廣闊,保加利亞Hexamite科技是一家專注于超聲波定位系統(tǒng)的開發(fā)商,并可為用戶開發(fā)適合特定應(yīng)用的解決方案。工采網(wǎng)作為傳感器供應(yīng)商引薦兩款用于定位的超聲波產(chǎn)品:美國hexamite 超聲波傳感器 - Rx-HX、美國hexamite 超聲波傳感器 Tx-HX這兩款產(chǎn)品位置追蹤定位系統(tǒng)是一款高速、多點(diǎn)超聲波定位和本地化系統(tǒng)適用于追蹤及導(dǎo)航。

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