1. 程式人生 > >基於超聲波的一種精確測量方法

基於超聲波的一種精確測量方法

文章目錄

測量目標座標點的計算

1、表述定義

定義目標位置的座標為 ( x 2

T , y 2 T ) (x^T_2,y^T_2) ,2號感測器的座標為 (
x 2 2 , y 2 2 )
(x^2_2,y^2_2)
、3號感測器的座標點為 ( x 2 3 , y 2 3 ) (x^3_2,y^3_2) 、4號感測器的座標點為 ( x 2 4 , y 2 4 ) (x^4_2,y^4_2) 。2、3、4號感測器測得的實際距離定義為 D 2 D_2 D 3 D_3 D 4 D_4 。點 ( x 2 3 , y 2 3 ) (x^3_2,y^3_2) 和點 ( x 2 4 , y 2 4 ) (x^4_2,y^4_2) 之間的距離為 L 1 L_1 ,點 ( x 2 2 , y 2 2 ) (x^2_2,y^2_2) 和點 ( x 2 3 , y 2 3 ) (x^3_2,y^3_2) 之間的距離為 L 2 L_2 。定義 L 1 L_1 相對 X X 軸旋轉的角度為 α 1 \alpha_1 L 2 L_2 相對 X X 軸旋轉的角度為 α 2 \alpha_2 D 3 D_3 L 1 L_1 的夾角為 β 1 \beta_1 D 2 D_2 L 2 L_2 的夾角為 β 2 \beta_2

2、感測器工作狀態描述

3號感測器處於收發一體模式,2、4號感測器處於接收模式。3號感測器發射完超聲波後,和2、4號感測器一樣都處於接收狀態,等待超聲波的回波訊號,分別產生3個飛行時間,分別為 T O F 2 TOF_2 T O F 3 TOF_3 T O F 4 TOF_4

對上述狀態的影象化描述,如下圖所示:
座標關係圖

3、測量距離計算

假設T℃溫度時的聲速為 V T V_T ,建立距離關係式
D 2 + D 3 = V T T O F 2 D 3 + D 3 = V T T O F 3 D 4 + D 3 = V T T O F 4 \begin{matrix} D_2 + D_3 = V_T*TOF_2 \\ D_3 + D_3 = V_T*TOF_3 \\ D_4 + D_3 = V_T*TOF_4 \end{matrix}
第一步計算距離 D 3 D_3
D 3 = V T T O F 3 2 D_3 = \frac{V_T*TOF_3}{2}
接下來計