红外线与超声波组合定位技术的研究.doc

红外线与超声波组合定位技术的研究 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文章简要： 2 文1：红外线与超声波组合定位技术研究 2 1系统工作原理 3 2系统总体设计方案 4 3系统实现方案 5 4结束语 6 文2：天然气超声波流量计量技术研究 7 一、天然气流量计量中气体超声波流量计的应用 7 （一）气体超声波流量计准确度与超声的关系 7 （二）气体超声波流量计与流态的关系 8 （三）气体超声波流量计与气质的关系 8 二、应用气体超声波流量计时应当重视的问题 9 （一）科学选型 9 （二）严格安装 10 （三）科学维护 10 （四）定期诊断测试 10 结束语： 11 参考文摘引言： 11 原创性声明（模板） 12 正文 红外线与超声波组合定位技术的研究 文章简要： 本论文旨在研究红外线与超声波组合定位技术。首先介绍了定位技术的概念和意义，指出了该技术对于人类工业生产、运输等方面的重要性和应用前景。然后分析了传统定位方法存在的不足和限制，如定位精度低、受环境干扰等方面。接着，详细阐述了红外线与超声波组合定位技术的原理、设计和实现方法，包括硬件设备结构、数据处理算法等方面，并介绍了适用于不同情况下的具体操作技巧。同时，还讨论了现代科技在红外线与超声波组合定位技术中的其他发展方向，如机器学习技术、云计算等方面。最后，总结了红外线与超声波组合定位技术的作用和意义，并强调了注重实践应用和推广新技术的必要性，以期为定位技术领域提供新思路和参考，促进其可持续发展。 文1：红外线与超声波组合定位技术研究 Keywords:locationtechnology；ultrasound；infrared；integratedpositioning 引言 定位技术是指在所选定的参考坐标系中确定目标所在的位置，在目标跟踪、运动体导航、测绘以及机械数字化装配等多方面有着极其广泛的应用。大范围的空间目标定位通常采用电磁波为媒介实现的，目前的实现方案相对比较成熟，如民航飞机所装配的机载无线电导航系统以及全球定位系统（GPS）等系统都是通过电磁波的方式为飞机提供实时位置信息。 目前研究的小范围定位技术的研究主要利用电磁波、红外线、超声波等媒介，不同的媒介又有不同的定位方案[1-3]。电磁波定位技术的实现方式主要有无线局域网（WLAN）模式、超宽带模式（UWB）以及蓝牙模式（Bluetooth），基本是以探测无线电波的功率衰减作为定位的参考依据。此外，还需要增加相应支持设备，费用非常昂贵，即使如此所取得的定位误差依然不能够令人满意，如微软的RADAR系统只有50%的概率将目标定位误差控制在3m以内。红外线定位技术的主要实现方式有两种，红外感知和红外成像。红外感知利用红外线的收发过程感知目标的方向、角度等位置信息，容易受到光照、不规则形状的影响产生盲区。而红外成像图片质量差、对比度低，对其进行自动特征点选择比较困难，定位效果不理想。超声波广泛应用于小范围测距，测距精度比较高，一般能够达到厘米级、甚至是毫米级的精度。但是超声波的是一种球形波，辐射角度较大，方位信息的误差较大。以上定位技术的实现方案，基本都是采用单一信号测量模式，囿于信号本身的固有属性，限制定位精度。借鉴组合导航的思想，提出了融合红外和超声波的定位技术方案，充分发挥红外线和超声波信号的优势，提高了定位技术的精度。 1系统工作原理 1.1超声波工作原理超声波是指频率在20KHz以上声波。频率比较高，传播时具备一些普通声波没有的特点，具有束射和发射特性，基本上可以沿直线传播。空气介质中传播时，超声波基本不受光线、粉尘、烟雾、电磁干扰以及有毒气体的影响，而且在相当大的频率范围内，声速是固定不变的。空气中的声波传播速度可近似表示为： v=331.4×■≈331.4+0.607T（1） 其中v为超声波在空气中的传播速度，单位为m，T为摄氏温度，单位为℃。从公式（1）可以看出，温度对超声波的传播速度影响较大。 超声波换能器，又称为超声波探头，实质上是机电能量转换装置，目前最常见的是压电陶瓷式，利用压电材料的正、逆压电效应工作。因为压电效应是可逆的，所以大多数超声波探头是发射和接收兼用的。超声波频率越高，声能被吸收衰减也越快，超声波的传播距离也就越小，但是超声波频率越低，超声波的传播方向越分散。大量实践证明，小范围内使用40KHz超声波进行定位测向时效果最好，图1是TCT40-16XX型超声波探头发射超声波时的方向性图。并且超声波传感器结构简单、体积小、费用低，易于小型化和集成化。 1.2红外线工作原理红外线是指波长在760nm~1mm之间的非可见光。由于红