超声红外复合测距系统设计

为了满足移动机器人对障碍物信息处理及其数据采集的准确性、快速性要求,在对超声波及红外线测距原理研究的基础上,综合二者优点,基于Mega16L单片机,设计了超声红外复合测距系统。设计了复合测距系统的硬件,包括传感器的选择、发送电路设计、接收电路设计、无线传输模块、测距系统总体设计。测距系统采用红外传感器补偿超声测量近距离时的盲区,进一步提高了测距的准确度。实验结果表明,设计开发的复合测距系统在0～300cm之间测量误差为±1mm,达到了设计的要求。

基于贝叶斯估计的超声红外复合测距系统

针对单一传感器在复杂环境中测量数据可靠性差以及同一类型多传感器测距盲区无法补偿的问题,提出了一种基于贝叶斯估计的不同类型多传感器复合测距方法。该方法综合了超声与红外2种传感器的优点,利用红外传感器对超声传感器的测距盲区进行补偿,解决了单一类型传感器存在的测距盲区问题。对同一类型多个传感器同时获取的数据动态建立置信距离矩阵,应用椭圆曲线表示的支持程度关系矩阵确定各传感器测量结果中的有效值,并对其应用贝叶斯估计的方法进行数据融合,使测距准确度进一步提高。基于超声红外复合测距移动机器人的仿真实验表明,采用贝叶斯估计方法在保证实时性的前提下提高了测距的准确度,误差为±1mm,达到了设计要求,为移动机器人的研究提供了参考。

基于LabVIEW的超声红外复合测距方法研究

为了满足移动机器人对障碍物信息处理及其数据采集的准确性、快速性要求,在对超声波及红外线测距原理研究的基础上,综合二者优点,基于Mega16L单片机,设计了超声红外复合测距系统。主要对系统硬件部分,数据融合及软件部分进行了研究。详细介绍了采用Bayes估计对数据进行融合,大大提高了测距精度。针对系统的数据采集方式,利用LABVIEW为开发语言编制了友好的人机上位机界面以及后面板算法。实验结果表明,设计开发的复合测距系统在0～300cm之间测量误差为±1mm,达到了设计的要求,且操作灵活。

复合测距伪随机码的选择

阐述了测距系统对测距伪随机码的一般要求,讨论了复合测距码的参数选择准则,介绍了复合测距码的构造原理,并提出了两种基于择多序列的改进复合测距码。

孙子定理在复合伪码测距中的应用

在超远程无线电测控系统中,为了缩短捕获时间,广泛使用复合码进行测距。文章介绍了孙子定理在复合码 测距中的具体应用,以及存在测距误差的情况下如何正确地进行匹配计算。

空间碎片探测与测距复合系统光学望远镜

针对空间碎片探测与测距复合系统地面验证演示实验中,工作环境10~30℃、光学基台的尺寸限制(不超过450 mm×400 mm)以及光学望远镜尾部安装导致重心远离安装面的问题,提出了空间碎片探测与测距复合系统光学望远镜的设计。使用ANSYS有限元分析软件对光学望远镜建立了有限元模型,针对环境温度10~30℃、尾部安装状态下、光轴方向和垂直光轴方向1 g (g=9.8 m/s^(2))重力加速度工况下进行了分析。分析结果表明:光学望远镜整机一阶模态为133 Hz动态刚度较好,重力为光轴方向时主次镜间距最大变化量0.01 mm,重力为垂直光轴方向时主次镜间距最大为0.007 mm,光学望远镜系统波像差RMS值为λ/15,次镜最大倾角1.93″,具有较好的力、热稳定性,可以满足光学天线装校、检测以及外场实验验证过程中的指标要求。在光学望远镜装校完成后,使用ZYGO干涉仪对其像质进行检测,在重力垂直于光轴方向、环境温度10、20、30℃条件下进行检测,结果显示:系统波像差RMS值分别为0.097λ、0.075λ及0.1λ,整机光学望远镜系统波像差RMS值在最低温与最高温度时均优于λ/10均满足系统使用要求。

PCSS通信测距复合系统中一种改进的映射方法

为了提高通信测距复合系统的信息传输速率,实现数据与序列的完全映射,将并行组合扩频技术(parallel combinatory spread spectrum, PCSS)应用于复合系统,提出了一种改进的r_组合数据序列映射方法。在发送端采用所提出的映射方法实现数据的扩频传输,在接收端采用改进的广义互相关算法进行时延估计和数据解扩,同时实现了信息传输和距离测量。仿真结果表明,改进的数据序列映射方法实现了映射的唯一性,提高了数据的映射效率,提升了PCSS通信测距复合系统的信息传输速率;改进的广义互相关算法在低信噪比下具有更好的时延估计性能。因此,所提方法能使PCSS通信测距复合系统更有效地完成测距任务和通信任务,可为通信测距复合系统的理论研究和工程应用提供参考。

一种复合伪随机码跟踪环路设计及误差分析

该文针对当存在较大的载波相位跟踪误差时可能导致传统的复合码相干型跟踪环路失效的问题提出一种复合码非相干型跟踪环路。通过给出基于二进制偏移载波(BOC)调制的复合码的构造和相关特性分析,设计了具有非相干型鉴别器的跟踪环路,并分析了环路的跟踪误差。分析和仿真结果表明该环路解决了在存在较大载波相位误差时跟踪环路失效的问题,且具有良好的跟踪性能。

四象限探测器在通信与跟踪复用模式下的性能研究

针对星间链路中测距与通信统一系统的需求，提出了一种使用四象限探测器作为跟踪探测器，同时兼顾激光载波通信的方案，使光通信端机在单探测器条件下就能完成通信与跟踪的任务。在室内条件下建立了相应的通信与跟踪复用的测试实验，对四象限探测器在通信模式下的通信速率、极限灵敏度、探测器响应能力等探测性能进行测试。利用曼彻斯特编码特点，采用低通滤波电路对调制光信号进行处理，实现对信号光脱靶量的标定与提取。在光斑不能完全覆盖探测器所有象限时，对探测器输出的通信信号进行优化选取，提高信号信噪比。实验结果表明，采用光敏面直径1mm的PIN型InGaAs四象限探测器，在曼彻斯特编码条件下．通信速率可以达到10Mbps，探测极限灵敏度为-33dBm，误码率为10^-7初步确定了四象限探测器用于通信与跟踪复用模式的可行性，为未来星间激光测距光端机轻小型化奠定基础。