基于超聲測距的大范圍船模室內(nèi)定位系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人類向深海不斷的進(jìn)軍，深海技術(shù)不斷的發(fā)展，人類對海上船舶的定位要求也在不斷的提高。為了更好地對現(xiàn)代船舶動(dòng)力定位系統(tǒng)進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)室修建了范圍為11米乘6米的室內(nèi)水池作為室內(nèi)船模動(dòng)力定位系統(tǒng)的試驗(yàn)平臺(tái)。室內(nèi)模型船動(dòng)力定位系統(tǒng)要獲得高精度的控制效果，其中一個(gè)重要條件是其位置檢測系統(tǒng)能提供一個(gè)實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的位置信號(hào)。為了提供所需要的位置信號(hào)，本文設(shè)計(jì)了一套基于ATmega16和MAXQ7667單片機(jī)的室內(nèi)超聲波定位系統(tǒng)。
　　本文的

2、定位系統(tǒng)基于超聲分體式測距得到所需要的距離信號(hào)，再根據(jù)各距離信號(hào)與固定節(jié)點(diǎn)的關(guān)系換算出模型船的實(shí)際位置。其設(shè)備包括超聲波發(fā)送端與超聲波接收端兩個(gè)主要組成部分。發(fā)送端主要完成的任務(wù)是發(fā)射超聲波、接收超聲波飛行時(shí)間信號(hào)、計(jì)算船模的坐標(biāo)信號(hào)，并且傳送給上位機(jī);接收端主要完成的任務(wù)是處理接收的超聲波信號(hào)以及將各接收端的超聲波飛行時(shí)間傳送給發(fā)送端。
　　系統(tǒng)的組成上包括硬件和軟件部分。硬件上，設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償檢測電路進(jìn)行實(shí)時(shí)的現(xiàn)場環(huán)境溫度采集

3、來修正聲速，設(shè)計(jì)了超聲波驅(qū)動(dòng)電路、超聲波接收處理電路以及射頻通信電路來測量所需的聲波飛行時(shí)間，并且設(shè)計(jì)了串口通信電路使單片機(jī)能實(shí)時(shí)地將檢測結(jié)果傳送到上位機(jī);軟件上，合理安排了各個(gè)節(jié)點(diǎn)在一個(gè)檢測周期中不同時(shí)間內(nèi)需要完成的任務(wù)，并且在整理大量實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于加權(quán)最小二乘法給出了系統(tǒng)定位算法的數(shù)學(xué)模型以及其求解過程，并且給出了具體實(shí)現(xiàn)步驟。
　　本論文給出了系統(tǒng)在制作以及調(diào)試過程中的一些問題，并且對最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出了誤差分析