基于超聲信號(hào)的小波變換研究.pdf

1、超聲定位技術(shù)是一種典型的非接觸測量技術(shù)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、整體定位準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了較廣泛的應(yīng)用，特別是在導(dǎo)盲避障方面，凸顯了其良好的性能。本論文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)之前設(shè)計(jì)并已經(jīng)成功應(yīng)用于ETAs上的一款基于超聲測距的避障系統(tǒng)，重點(diǎn)研究了對全地形的避障算法。目的克服掉目前超聲測距、避障系統(tǒng)一個(gè)共有的盲區(qū)一對突起的障礙可以識(shí)別，而對于類似溝壑的障礙無法識(shí)別的問題。 本文主要研究內(nèi)容概括如下。 一．論文概

2、述了超聲波檢測的發(fā)展及基本原理，介紹超聲傳感器的工作機(jī)理及特性，對于影響測距系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進(jìn)行了討論。并且在介紹超聲測距系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)先前的硬件平臺(tái)，提出了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體構(gòu)成。 二．從突變信號(hào)或非平穩(wěn)信號(hào)的特性出發(fā)，研究了時(shí)間一尺度/頻率分析方法；應(yīng)用小波理論，詳細(xì)分析了對信號(hào)的處理過程。這些研究為后面的實(shí)驗(yàn)分析奠定了理論基礎(chǔ)。 三．論文詳細(xì)闡述了為驗(yàn)證算法所設(shè)計(jì)的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)分為主控芯片、超

3、聲發(fā)射電路、回波前置比例放大電路、TGC電路和濾波電路等部分，對各個(gè)硬件部分都給出了原理圖并進(jìn)行了分析。主控芯片程序是采用C語言編寫，論文還設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路板，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與算法驗(yàn)證。 四．根據(jù)小波理論，提出了一種新的基于小波多分辨率分析的回波處理方法，通過提取回波在不同分層上的信息，發(fā)現(xiàn)空氣細(xì)節(jié)，建立障礙物模型，實(shí)現(xiàn)對全地形的避障。理論方面重點(diǎn)闡述了小波中的多分辨率分析和mallat算法，推導(dǎo)了多分辨率分析的特性，