超聲波三維坐標測量系統(tǒng)研究.pdf

1、三維坐標測量是現(xiàn)代機械和儀器工業(yè)中重要的檢測技術(shù)。雖然目前的三維坐標測量系統(tǒng)已有很多,如三坐標測量機、激光跟蹤儀、數(shù)字攝影系統(tǒng)、經(jīng)緯儀等,但這些系統(tǒng)成本較高、可擴展性較差。針對上述問題,本文研究一個采用超聲波傳感器實現(xiàn)的、可應用于大尺寸測量的測量系統(tǒng)。為實現(xiàn)超聲波大尺寸三維坐標測量系統(tǒng),本文做了如下研究:
　　本文首先對國內(nèi)外常用的超聲波測距和坐標測量方法進行了系統(tǒng)梳理,然后提出通過一個超聲發(fā)射機發(fā)射、多個接收機接收的方式實現(xiàn)空間

2、三維坐標的測量方法。利用峰值法和互相關(guān)法進行測距,并建立了基于最小二乘法和高斯-牛頓迭代法的三維坐標估計模型。
　　其次,設(shè)計了系統(tǒng)的硬件電路,包括超聲波傳感器發(fā)射接收電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、溫度補償電路、串口發(fā)送電路以及電源電路。并設(shè)計了測試平臺對系統(tǒng)進行測試。
　　然后,采用Verilog語言和模塊化設(shè)計方法設(shè)計了基于FPGA的核心控制部分,包括A/D采集的控制、分頻時鐘的設(shè)計、測距模塊的設(shè)計、坐標估計模塊的設(shè)計、串口發(fā)送