基于超聲測距的大范圍船模室內(nèi)定位系統(tǒng)軟件設(shè)計及實現(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)代船舶動力定位系統(tǒng)進(jìn)行研究，實驗室修建了范圍為11米乘6米的室內(nèi)水池作為室內(nèi)船模動力定位系統(tǒng)的試驗平臺。室內(nèi)模型船動力定位系統(tǒng)要獲得高精度的控制效果，其中一個重要條件是其位置檢測系統(tǒng)能提供一個實時的、準(zhǔn)確的位置信號。為了提供所需要的位置信號，本文設(shè)計了一套基于ATmega16和MAXQ7667單片機的室內(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，再根據(jù)各距離信號與固定節(jié)點的關(guān)系換算出模型船的實際位置。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、接收超聲波飛行時間信號、計算船模的坐標(biāo)信號，并且傳送給上位機;接收端主要完成的任務(wù)是處理接收的超聲波信號以及將各接收端的超聲波飛行時間傳送給發(fā)送端。
　　系統(tǒng)的組成上包括硬件和軟件部分。硬件上，設(shè)計了溫度補償檢測電路進(jìn)行實時的現(xiàn)場環(huán)境溫度采集

3、來修正聲速，設(shè)計了超聲波驅(qū)動電路、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間，并且設(shè)計了串口通信電路使單片機能實時地將檢測結(jié)果傳送到上位機;軟件上，合理安排了各個節(jié)點在一個檢測周期中不同時間內(nèi)需要完成的任務(wù)，并且在整理大量實驗測試數(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，并且對最后的實驗結(jié)果做出了誤差分析