便携式超声波测距仪的设计开题报告

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1、 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称： 便携式超声波测 距仪的设计 学院（系） ： 年级专业： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.1 选题的依据和意义 高速度，高效率是当今工业现代化的标志，但是这是建立在高质量的基 础上。设计和工艺人员在了解非均一的组织结构的时候，随机出现的围观或 宏观的缺陷，常常或甚至只能依靠无损检测技术。在工业发达的国家无损检 测在产品的设计，研发，使用部门已经卓有成效的运用。在测距方面，由于 很多时候不能够人为的达到测量效果，需要凭借无损检测技术来测量，比如 楼距的测量、 车距的测量、 船舶行驶中对前方障碍物

2、距离的测量等等， 因此， 对超声波的研究起到促进作用。 目前主要的非接触式测距方法有：CCD 探伤、雷达测距、激光测距、 超声波测距等等。其中 CCD 探伤具有使用方便、无需信号发射源、同时获 得大量的场景信息等特点，但视觉测距需要额外的开销。雷达测距具有全天 候工作，适合恶劣环境中进行短距离、高精度测量的优点，但是容易受电磁 波的干扰。激光测距具有高方向性，高单色、高亮度、测量速度快等优势， 尤其对雨雾有一定的穿透能力， 抗干扰能力强， 但是成本高， 数据处理复杂。 与以上几种测距方法比较，超声波对色彩和光照度不敏感，可用于识别 透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)；对外界光线和电磁场不

3、敏感， 可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中；超声波传感 器结构简单、体积小、费用低、技术难度小、信息处理简单可靠、易于小型 化和集成化。 因此超声波作为一种测距识别手段， 已越来越引起人们的重视。 1.2 国内外研究动态 1.2.1 国外研究现状 超声波测距仪是非接触测距仪中发展最快的一种。 该技术基于超声波在 空气中的传播速度及遇到目标障碍物表面产生反射的原理。 智能化的超声波 测距仪带有一个功能很强的智能回波分析软件包。 它可以将各种干扰过滤出 来，识别多重回波，分析信号强度和环境温度等有关信息，这样即使实在扰 动下读数也是基本精确的。新型的气密结构、耐腐蚀的超声换能器

4、测量可高 达 12m，当超声波测距仪用在液位测量时，E+H 公司研制的 Proeonic FMU860/861/862 超声液位仪精度可达 0.2%，FMU40/41 超声液位仪精度可达 12mm，输出信号符合 HART 协议或 profibus 总线标准或 FF 总线标准。 1.2.2 国内研究现状 国内超声波技术已经日渐成熟， 稳定度也相当高， 适合大部分环境使用； 应用领域包括：测距、避障、机器人定位、曲面仿真等等。目前在国内的主 要研究成果有：超声波回波处理方面，最小均方自适应时延估计的算法、基 于小波包络原理的峰值监测法等等；新型超声波换能器，连续窄带调频超声 波测距的方法；超声波发射脉冲的选取，通过选用伪随机二进制序列作为超 声波发射的脉冲压缩信号，并在接收端对回波进行处理，从而获得窄脉冲的 方法。并且兼顾测距和精度，提出通过采用 40kHz 和 20kHz 的两种超声波 进行测距的双频超声波测距的方法。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题 2.1 本课题研究的基本内容 本