智能小车定位研究
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小车自动跟踪技术的研究与应用探索随着科技的不断发展,自动化技术在各个领域得到了广泛应用。
小车自动跟踪技术是其中一项具有潜力的技术,在物流、仓储、安防等领域具有广泛的应用前景。
本文将围绕小车自动跟踪技术的研究与应用探索展开讨论。
一、小车自动跟踪技术的原理小车自动跟踪技术是使用传感器和智能算法使得小车能够自主跟踪目标物。
其中,传感器用于感知目标物的位置和方向,智能算法则用于对传感器数据进行分析和处理。
通过这种方式,小车能够根据目标物的运动轨迹,自动调整自身的运动方向和速度,实现目标物的准确跟踪。
二、小车自动跟踪技术的关键技术1. 传感器技术:小车自动跟踪技术的关键在于准确感知目标物的位置和方向。
常用的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
这些传感器能够实时获取目标物的信息,并将其传送给智能算法进行处理。
2. 智能算法:智能算法是小车自动跟踪技术的核心。
该算法的主要任务是基于传感器提供的数据,分析目标物的运动轨迹,并做出相应的控制指令。
常用的智能算法包括图像处理、机器学习、深度学习等。
3. 控制系统:小车自动跟踪技术的控制系统是实现自主跟踪的关键。
控制系统需要根据智能算法的输出,控制小车的运动方向和速度,使其能够准确跟踪目标物。
三、小车自动跟踪技术在物流领域的应用1. 仓储管理:自动化的小车自动跟踪技术能够在仓库中实现货物的快速搬运和储存。
小车能够自主跟踪货物,并按照设定的路径将货物从一个地点转移至另一个地点。
这样不仅提高了仓库的储物效率,还降低了因人为错误而导致的货物损坏的风险。
2. 物料搬运:小车自动跟踪技术在物流领域的应用也包括物料搬运。
在工业生产中,需要将原材料从一个地点转移至另一个地点进行加工。
自动化的小车能够准确地跟踪物料,避免了人工操作的繁琐和低效,提高了生产效率。
3. 库存管理:通过小车自动跟踪技术,可以实现对仓库中货物的自动盘点和管理。
小车能够准确识别货物的位置和数量,并将其信息上传至中央管理系统。
基于计算机视觉的智能小车定位导航系统研制的开题报告一、研究背景和意义随着科技的不断进步和大众对生活品质的追求,无人驾驶汽车、智能小车已经成为了当下研究的热点之一。
其中,小型化的智能小车的研究和应用,对于提高物流效率、智慧城市建设等领域具有重要意义。
而智能小车的核心技术之一就是定位导航。
目前,GPS、传感器、激光雷达等技术早已应用到了汽车领域,但对于小型化的智能小车来说,还存在着很多 challenges,如信号失真、环境干扰等。
为了解决智能小车定位导航中的问题,本研究将基于计算机视觉技术,着眼于小型化的智能小车,研制一个基于视觉的智能小车定位导航系统,从而实现其实用化和商业化。
二、研究内容和方法本研究的主要任务是设计和研发一种基于计算机视觉的智能小车定位导航系统,包括前端数据采集、图像分析与处理、路径规划和控制等功能模块。
具体而言,我们将应用OpenCV、CNN、YOLO等技术实现以下步骤:1. 数据采集:基于摄像头获取所需要的各类信息,包括小车当前的位置、道路的类型、行驶区域等等。
2. 图像分析与处理:采用 CNN 算法对图像进行分类、检测等处理,同时应用 YOLO 技术对小车前方的障碍进行识别和预测。
3. 路径规划:根据图像分析结果和小车当前的位置,设计自动化的路径规划算法,制定最优路径,使小车行驶过程中遇到的障碍和道路类型变化不会影响整体方向。
4. 控制:根据路径规划结果,通过控制电机及其他设备,将车体带动到指定位置,实现自主行驶功能。
三、预期成果和应用价值预期成果:1. 完成一套基于计算机视觉的智能小车定位导航系统的原型设计和研发;2. 测试并验证该系统的实用性和可行性。
应用价值:通过本研究,我们可以达到以下目的:1. 提高基于计算机视觉技术的智能小车定位导航的精度和稳定性;2. 解决小型化的智能小车在定位导航方面存在的问题,实现智能小车的普及和商业化;3. 推动智慧城市建设,提升物流效率,降低人力成本,优化交通出行体验等。
城市智慧交通系统中的智能车辆定位与导航研究智能车辆定位与导航是城市智慧交通系统中不可或缺的重要组成部分。
随着城市交通的不断发展和进步,智能车辆定位与导航技术的研究和应用也越来越受到重视。
本文将重点介绍智能车辆定位与导航的研究现状、挑战和未来发展方向。
一、研究现状智能车辆定位与导航是指利用先进的技术手段,实现对车辆位置信息的准确获取和导航指引的过程。
目前,智能车辆定位与导航主要依靠全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和地图匹配等技术。
1. GPS技术:GPS是目前应用最广泛的车辆定位与导航技术之一。
它通过接收卫星信号,计算车辆的经纬度等位置信息,从而实现对车辆位置的定位和导航。
然而,GPS在城市环境中存在信号遮挡、多径效应等问题,导致定位精度不够高。
2. INS技术:INS是基于车辆惯性传感器的定位与导航技术。
它通过测量车辆的加速度、角速度等惯性信息,结合初始位置和姿态信息,计算出车辆的位置和导航信息。
INS技术的精度较高,但长时间使用会积累误差。
3. 地图匹配技术:地图匹配是通过将车辆实际行驶路径与地图数据进行匹配,推断车辆的位置。
地图匹配技术可以提高车辆定位的精度,尤其是在城市环境中,通过结合GPS或INS等技术,可以更准确地确定车辆位置。
二、研究挑战虽然智能车辆定位与导航技术已经取得了很大的进展,但仍然面临一些挑战。
1. 多路径效应和信号遮挡:城市环境中高楼大厦和隧道等地形会产生多路径效应和信号遮挡,导致GPS信号不稳定。
如何应对多路径效应和信号遮挡,提高车辆定位的精度,是当前亟待解决的问题。
2. 定位精度和导航稳定性:车辆定位的精度决定了导航的准确性和稳定性。
特别是在城市环境中,道路交通密集,车辆导航需要及时、准确地提供导航指引,以确保路线的合理性和安全性。
3. 实时更新和动态路径规划:城市交通情况随时变化,需要实时更新车辆位置和动态路径规划。
如何在繁忙的城市交通中,快速准确地更新车辆位置,进行实时路径规划,提高交通效率,是智能车辆定位与导航研究的重要方向。
小车自动跟踪研究与设计近年来,随着智能化技术的飞速发展,小车自动跟踪系统得到了广泛应用。
本文将从研究与设计的角度,探讨小车自动跟踪系统的原理、技术和应用,旨在为读者提供全面的了解和指导。
一、研究背景与意义小车自动跟踪系统是一种基于计算机视觉和机器学习的技术,饶有趣味且具有实际应用的研究方向。
其背后的主要目标是通过智能化技术,使小车能够自主地跟踪特定目标,并实现自动导航与避障。
这对于智能交通、无人驾驶和机器人领域的发展具有重要意义。
二、自动跟踪系统的原理与方法1. 计算机视觉技术:自动跟踪系统主要依托于计算机视觉技术,通过摄像头对周围环境进行感知和分析,提取目标的关键特征,实现目标的跟踪和定位。
2. 机器学习算法:为了实现自动跟踪系统的智能化和自主化,研究者们广泛应用了机器学习算法,如支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)和深度学习等,通过训练模型对目标进行检测、识别和跟踪。
3. 运动控制技术:自动跟踪系统还需要配备良好的运动控制技术,例如PID控制器、模糊控制器等,以实现精确的目标跟随和运动轨迹调整。
三、自动跟踪系统的设计实践1. 系统组成:- 智能控制单元:包括微控制器、计算机和相关传感器等,负责控制整个自动跟踪系统的运行和决策。
- 感知模块:主要由摄像头和相关图像处理算法组成,用于感知并提取目标的关键特征。
- 运动控制模块:负责控制小车的运动,包括速度调整、方向控制等。
- 电源模块:提供系统所需的电能。
2. 系统设计步骤:a. 确定需求和目标:明确自动跟踪系统的具体设计目标,例如跟踪人体、运动物体或其他特定对象。
b. 硬件选型与搭建:根据系统需求选择合适的硬件平台,如小车底盘、传感器和计算机等,并进行搭建。
c. 软件开发与算法优化:针对自动跟踪的特定场景,进行图像处理算法的开发和优化,以实现准确的目标跟踪。
d.系统集成与调试:将硬件和软件进行整合,进行系统的测试和调试。
e. 系统性能评估与改进:评估系统的性能,如精确度、稳定性和响应速度,并进行适当的改进和优化。
智能车辆管理系统中的车辆定位与追踪技术研究智能车辆管理系统已成为现代交通管理领域的重点研究对象,其涉及的各种技术也在不断发展和完善。
其中,车辆定位与追踪技术是智能车辆管理系统中至关重要的一环。
本文将探讨与研究智能车辆管理系统中车辆定位与追踪技术的相关内容,介绍其原理、应用及发展趋势。
一、车辆定位技术的原理与分类车辆定位技术是指通过各种手段获取车辆的准确位置信息。
目前,常用的车辆定位技术主要包括全球定位系统(GPS)技术、惯性导航系统(INS)技术和无线定位技术等。
1. 全球定位系统(GPS)技术全球定位系统(GPS)是一种基于卫星导航的定位技术,通过利用地球上的多颗人造卫星,接收卫星发射的信号,计算车辆的位置信息。
GPS技术准确性高、覆盖范围广,已经成为车辆定位中最常用的技术之一。
2. 惯性导航系统(INS)技术惯性导航系统(INS)是一种利用加速度计和陀螺仪等传感器来检测车辆运动状态并计算位置的技术。
INS技术不依赖卫星信号,适用于室内或信号覆盖较差的环境。
但由于测量误差的积累,INS技术的准确性相对较低。
3. 无线定位技术无线定位技术是通过无线通信网络,利用手机信号或Wi-Fi信号等手段来确定车辆位置的技术。
无线定位技术可以追踪车辆的实时位置,并广泛应用于智能导航、车辆调度和防盗追踪等方面。
二、车辆追踪技术的原理与应用车辆追踪技术是通过不断更新车辆位置信息,实现对车辆行程的监控和追踪。
根据具体应用需求,车辆追踪技术可以分为实时追踪和历史轨迹追踪两种模式。
1. 实时追踪技术实时追踪技术指的是通过车载设备和通信网络,实时获取车辆当前位置信息,并将其传输到监控中心进行实时监控。
实时追踪技术广泛应用于车辆调度、交通管理和紧急救援等领域。
2. 历史轨迹追踪技术历史轨迹追踪技术主要用于分析和记录车辆的行驶轨迹。
通过将车辆的位置信息存储在数据库中,并进行数据分析和处理,可以实现对车辆行驶习惯、运输效率等方面的评估和优化。
智能汽车智能定位随着科技的迅猛发展和智能化的不断推进,智能汽车逐渐成为交通行业的热门话题。
其中,智能定位技术作为智能汽车的核心功能之一,在提高安全性、便利性和效率性等方面发挥着重要的作用。
本文将重点探讨智能汽车智能定位技术的应用和发展。
一、智能汽车智能定位技术简介智能汽车智能定位技术是指通过卫星导航系统(如GPS)和其他传感器技术获取车辆的准确位置和状态信息。
具体而言,它借助卫星信号和地面基站的协同作用,通过计算和分析数据,确定车辆的经纬度、速度、方向等相关信息,并在车辆内部的显示屏上进行实时展示。
二、智能汽车智能定位技术的应用1.导航系统智能定位技术所带来的最重要的应用之一就是汽车导航系统。
利用定位技术,智能汽车可以根据用户输入的目的地信息,计算最佳路线并指导驾驶员。
导航系统不仅能够节省驾驶者的时间和精力,还能避免因迷路而增加车辆油耗和行程时间。
2.智能停车现代城市中停车位紧张的问题已成为普遍存在的难题。
智能定位技术可以帮助智能汽车实现精准停车。
具体而言,智能汽车可以利用定位技术搜索到附近的空余停车位,并引导驾驶员到达目的地。
这不仅提高了停车的准确性和速度,还减少了寻找停车位的时间和油耗。
3.防盗追踪由于智能定位技术可以实时获取车辆的位置信息,因此它被广泛运用于防盗追踪系统中。
当智能汽车发生被盗情况时,车主可以通过智能手机等终端设备追踪和定位车辆的位置,并及时报警。
这有效提高了汽车的安全性,减少了盗窃风险。
4.交通管制优化智能定位技术可以为交通管制部门提供实时的交通流量和拥堵情况等信息。
基于这些数据,当路段出现拥堵时,智能定位技术可以通过导航系统及时提供替代路线建议,优化交通管制,缓解交通压力。
三、智能汽车智能定位技术的发展趋势1.高精度定位未来,智能汽车的定位精度将会进一步提升。
高精度定位可以为智能汽车提供更为准确的导航、停车和追踪等功能,提升整体用户体验。
2.多传感器融合为了提供更准确的位置信息,智能汽车的定位系统可能会采用多传感器融合的方式。
小车自动跟踪技术研究与应用自动跟踪技术是指利用先进的传感器、控制算法和运动控制系统,使小车能够自主地跟踪目标物体,并实现对目标物体的持续观测和追踪。
这项技术广泛应用于工业、军事、安防和科研领域,具有重要的实际应用价值。
本文将从技术原理、研究进展和应用场景等方面对小车自动跟踪技术进行研究和分析。
1. 技术原理小车自动跟踪技术的核心是利用传感器获取目标物体的位置信息,并通过控制算法控制小车的动作实现对目标物体的追踪。
常用的传感器包括摄像头、激光雷达、超声波传感器等。
摄像头通常用于实时获取目标物体的图像信息,利用图像处理算法提取目标物体的位置信息;激光雷达可以测量目标物体与小车之间的距离,利用三角测量原理计算目标物体的具体位置。
2. 研究进展近年来,小车自动跟踪技术取得了许多突破性进展。
一方面,传感器的性能不断提高,能够实现更高精度的目标物体检测和跟踪,同时还能够适应复杂环境和光照条件的变化。
另一方面,控制算法也在不断优化和改进,可以根据实时的目标物体位置信息和小车当前状态进行智能决策和动作规划,提高跟踪精度和效率。
3. 应用场景小车自动跟踪技术广泛应用于多个领域。
在工业领域,可以应用于自动化物流和装配线等环境中,实现对物品的自动捡拾和搬运。
在军事领域,可以应用于无人驾驶车辆和巡航导弹等系统中,实现自主追踪敌方目标和实施打击。
在安防领域,可以应用于安防监控系统中,提高监控效果和减少人力成本。
在科研领域,可以应用于机器人学研究和智能交通系统等方面,推动科技创新和社会进步。
4. 技术挑战和展望尽管小车自动跟踪技术取得了重要进展,但仍然存在一些挑战。
首先,目标物体的形状和状态可能会发生变化,例如运动速度、遮挡等因素都会影响跟踪效果。
因此,需要进一步研究和优化跟踪算法,提高对不同情况下的适应性。
其次,小车自身的动作控制也是一个关键问题,需要保证跟踪过程中的安全性和稳定性。
另外,对于复杂环境下的跟踪任务,还需要进一步提高多传感器融合和智能决策的能力。
智能交通中的智能车辆定位与导航技术研究智能交通是当今社会发展的重要方向之一,而智能车辆定位与导航技术的研究则是智能交通中的关键领域之一。
智能车辆定位与导航技术的不断进步使得车辆在道路上能够更准确、更高效地定位,并能依此实现更精准的导航,为驾驶者提供更舒适、更安全的出行体验。
一、智能车辆定位技术的研究智能车辆定位技术是智能交通中的核心技术之一,其主要目标是通过利用定位系统,对车辆进行准确的位置定位,以实现智能导航、车辆监控等功能。
1.全球卫星导航系统全球卫星导航系统(GNSS)是目前最主要的车辆定位技术之一。
其中,全球定位系统(GPS)是最常用的一种,通过接收来自卫星的定位信号,计算出车辆的准确位置。
同时,伴随着北斗导航系统和俄罗斯的格洛纳斯系统的发展,车辆定位技术正不断得到提升。
2.惯性导航系统惯性导航系统是通过使用车辆上的惯性传感器,如加速度计和陀螺仪等,根据运动学原理推断车辆的位置和姿态。
惯性导航系统具有定位精度高、实时性好等优点,但受到累积误差的影响,长时间使用会导致定位误差不断增大。
3.地面车辆定位技术地面车辆定位技术是利用车辆周围的固定基站或移动测量装置,通过测量车辆与基站之间的距离或方向来确定车辆的位置。
这种技术不依赖卫星信号,对于城市高楼附近或密闭环境中的车辆定位有一定的优势。
二、智能车辆导航技术的研究智能车辆导航技术是基于车辆定位信息的基础上,为驾驶者提供最佳行驶路线和实时交通状况信息的技术。
它不仅可提高驾驶效率,还能帮助驾驶者规避堵车等交通问题。
1.实时交通信息获取与分析通过交通信息传感器和车载系统,可以实时获取道路的交通状况,包括拥堵情况、道路施工等。
通过大数据分析和算法模型,能够预测交通拥堵的发生和消退,为驾驶者提供更准确的行车建议。
2.路径规划算法优化路径规划是智能导航系统中的核心技术,其目标是为驾驶者提供最佳的行驶路线。
通过考虑道路交通流量、限行政策等因素,可以优化路径规划算法,选择最短时间或最短距离的行驶路径,并可根据实时情况进行调整。
人工智能在自动驾驶技术中的车辆定位与导航研究随着科技的不断发展,人工智能已经成为了当今社会的热门话题。
其中,自动驾驶技术作为人工智能的一个重要应用领域,备受关注。
在自动驾驶技术中,车辆定位与导航是一个至关重要的环节。
本文将探讨人工智能在车辆定位与导航研究中的应用和挑战。
首先,人工智能在车辆定位方面的应用已经取得了显著的成果。
传统的车辆定位系统主要依赖于GPS等卫星导航系统,但在城市峡谷等信号受阻的地方,定位精度会受到限制。
而人工智能技术的引入,可以通过多传感器融合、地图数据和车辆行为模型等多种方式,提高车辆定位的精度和鲁棒性。
例如,利用激光雷达、摄像头和雷达等传感器获取车辆周围环境信息,并结合地图数据进行实时定位,可以实现对车辆位置的精准定位。
其次,人工智能在车辆导航方面的研究也取得了重要进展。
传统的车辆导航系统主要基于预先设定的路径规划,但在实际行驶中,路况的变化和交通拥堵等情况会对导航效果产生影响。
而人工智能技术可以通过对大数据的分析和学习,实现实时的路径规划和导航决策。
例如,通过对历史交通数据的分析,可以预测未来的交通情况,从而为车辆提供最佳的导航路径。
此外,人工智能还可以通过与其他车辆和交通设施的通信,实现智能协同导航,提高交通系统的整体效率。
然而,人工智能在车辆定位与导航研究中也面临着一些挑战。
首先,传感器的精度和可靠性对于车辆定位至关重要。
目前,激光雷达等高精度传感器的价格较高,限制了其在大规模应用中的普及。
其次,人工智能算法的复杂性和计算资源的需求也是一个挑战。
车辆定位和导航需要实时的决策和计算,对算法的实时性和效率提出了更高的要求。
此外,车辆定位与导航的安全性也是一个重要问题。
人工智能算法的鲁棒性和抗干扰能力需要进一步提高,以应对恶劣的环境和恶意攻击。
综上所述,人工智能在车辆定位与导航研究中具有重要的应用价值和挑战。
通过多传感器融合、数据分析和智能决策等方式,人工智能可以提高车辆定位和导航的精度和鲁棒性。
基于物联网的智能车辆定位与导航技术研究智能车辆定位与导航技术是近年来物联网技术的一个重要应用方向。
随着物联网技术的不断进步和车辆智能化水平的提高,智能车辆定位与导航技术已经成为了智能交通系统中不可或缺的一部分。
本文将重点研究基于物联网的智能车辆定位与导航技术。
近年来,智能车辆定位与导航技术的发展取得了巨大的进步。
通过将车辆与物联网进行连接,可以实时获取车辆的位置信息,并为车辆提供准确的导航指引。
基于物联网的智能车辆定位与导航技术不仅可以提高车辆行驶的安全性,还可以优化交通流量,提高交通效率,减少交通拥堵。
首先,基于物联网的智能车辆定位技术可以提供精确的车辆位置信息。
通过在车辆上安装GPS定位设备和传感器,可以实时获取车辆的位置信息,并将其通过物联网传输到服务器端进行处理。
通过对大量车辆位置数据的分析,可以实现对车辆位置的精确定位,进而提供准确的导航指引。
这种基于物联网的定位技术可以保证车辆在导航过程中的准确性和稳定性。
其次,基于物联网的智能车辆导航技术可以提供更加智能化的导航功能。
传统的车辆导航系统通常只能提供最短路径或最快路径等基本导航功能,而基于物联网的智能车辆导航技术可以根据实时路况、交通拥堵情况以及用户需求等因素进行智能化的路径规划和导航指引。
通过在物联网中收集和分析大量的交通数据,可以实现对交通流量的准确预测,并根据预测结果为车辆提供最优的导航路径。
这种智能化的导航功能可以大大提高车辆行驶的效率和安全性。
此外,基于物联网的智能车辆定位与导航技术还可以实现车辆之间的协同导航。
通过在车辆之间搭建物联网通信网络,可以实现车辆之间的实时通信和信息共享。
当多辆车辆同时行驶在一个区域时,它们可以通过物联网交换位置信息和交通数据,从而实现车队协同导航。
这种协同导航可以有效地避免车辆之间的碰撞,并优化整个车队的行驶效率。
此外,基于物联网的协同导航还可以为车辆提供实时的交通警告和路况更新,提高车辆的行驶安全性。
摘要本文介绍了用线性霍尔传感器测量小磁铁产生的弱磁场来模拟地磁场实现智能小车地磁定位技术,通过线性霍尔传感器对不同强度、不同方向的磁场的测量对小车行驶方向进行定位。
该线性霍尔传感器可显示-1000G~+1000G的磁感应强度变化,适用于弱磁场的测量。
AH49E传感器的霍尔部分电路由可调电压,电路电压发生器,线性放大器以及射极跟随器合成,检测到的是磁感应强度,输出的是0到5V 的正比电压。
STM8S单片机将输入的电压信号经AD转换成数字量显示在12864LCD 液晶上,单片机将数字量通过算法处理成与之对应的磁感应强度,根据检测到的磁场强度对小车进行定位。
关键词:线性霍尔传感器;单片机STM8S;12864LCD液晶屏;L298NTitle.Research of Intelligent Car Positioning Based on Geomagnetic TechnologyAbstractWith the development of science and technology, high accuracy of modulus conversion system is widely used in teaching, medical, scientific research, and other professional field. This paper AT89C51 microcontroller and ADC0809, such as design A simple conversion module and display system, with AT89C51 single-chip microcomputer and modulus conversion chip ADC0809 as the core, mainly including A/D conversion, data processing and display A few parts. Design with ADC0809 data sampling, using AT89C51 serial port of sending and receiving data, LED digital display shows part of the form. Through the design characteristics of the ADC0809 master with the use of single chip microcomputer, and understanding of the single chip microcomputer simulation software.Key words: STM8S;Single chip ;Conversion module;ADC0809;LED digital tube目次1.引言 (1)1.1国内外地磁定位技术背景 (1)1.2本设计的内容及意义 (1)2.方案的论证和总体设计 (2)2.1总体方案的选择 (2)2.2方案总体的设计阐述 (2)3.系统硬件电路设计 (5)3.1单片机 (5)3.2线性霍尔传感器 (6)3.3液晶屏模块 (8)3.4 电路模块简介 (9)3.5单片机电路的设计 (11)3.6按键电路的设计 (11)3.7电机驱动电路设计 (11)4.软件系统的设计 (16)4.1编译语言及编译环境的选择 (16)4.2软件程序设计 (16)4.3 LCD12864子程序设计 (17)4.5按键校准子程序的设计 (29)4.6电机子程序的设计 (31)5.系统调试 (32)5.1 小车组装 (32)5.2软件调试 (33)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录A 控制源代码 (41)附录B 控制板原理图 (65)1.引言1.1国内外地磁定位技术背景目前,地磁匹配导航的研究已经具有一定的理论和技术基础:其一,地磁场已有各种全球性和局部地区数学模型,其强度和方向是位置的函数。
虽然全球地磁场模型在反映局部地区的地磁场时精度不好,但它反映了地磁场全球性分布及变化规律.应当代科学技术发展的制高点,数字地球和军事、民用的需要,许多国家已经越来越重视地磁的测量与应用。
其二,早已出现了高灵敏度、高可靠性、小体积、易于安装、廉价的地磁传感器。
其最突出的特点在于成本低、精度高,便于使用。
近年来,部分国家研制出了尺寸更小、分辨率更高、响应速度更快、功耗更低的巨磁阻抗微磁传感器,使得进一步研制高灵敏度、快速响应、距离稳定性优良、体积更小、质量更轻的磁测量设备有望在短时间内实现突破。
其三,在地磁匹配算法研究方面,较为成熟的地形匹配算法以及成熟的图像匹配算法都可以为地磁匹配算法所借鉴。
TERCOM方法和SITAN方法便是目前常用的两种地形匹配方法。
随着地球物理学理论的不断深入、各种磁测手段的不断进步和各国生产技术的发展及各种滤波补偿理论的发展,地磁匹配导航作为一种新型的导航方式,以其在弥补传统制导方式上的显著优越性,必将在未来一段时间内得到长足的发展,并将带动地磁场资源在其它相关领域的深入发展和应用。
1.2本设计的内容及意义地磁定位技术已经越来越被人们所看重,它已广泛利用在医学治疗、无人机巡航以及舰艇定位定方面。
与其它定位技术相比,地磁定位检测更加准确,并且硬件配套简单,程序简单,易于操作。
唯一美中不足的便是地磁定位容易受到电磁信号的感染,这个也是需要在本设计中特别重视的一个问题。
如此生活中地磁定位还不够普及,更多使用的是红外线定位以及磁条检测等定位方法,本设计研究的重点是将地磁检测器安置于智能循迹小车上,通过霍尔传感器检测实时磁场强度,并转换为电压电流数据来实现智能小车的定位。
2.方案的论证和总体设计2.1总体方案的选择方案一:在室内放置至少八个霍尔传感器,由智能小车携带磁性材料。
在智能小车移动过程中,霍尔传感器检测到磁场强度变化。
再有地面及空中各四个的传感器检测并分析信号,转换为电压以及电流显示。
从而分析得出小车处于室内的具体位置。
后案二:选择一辆智能小车,在其身上放置前后左右4个霍尔传感器。
当小车移动时,霍尔传感器检测到地面磁性材料的场强变化。
然后由单片机处理将位置显示与显示屏。
方案选择:基于成本与易行性的考虑,我还是选择了方案二来作为最终的设计。
2.2方案总体的设计阐述磁场测量以频率划分:包括直流法、工频法、高频法、及各种脉冲的方法;测量技术所应用的各种原理来看,包括电磁效应法、光磁效应法、压磁效应法、热效应法等各种效应。
磁场测量包括磁场参数和磁性材料的磁特性测量。
磁参数的测量指的是磁场强度和磁通的测量。
磁性测量多数指磁性材料的抽样测试测试,用来标识磁性材料的磁性参数量。
目前在国内厂家对于磁性测量的装置相对较多,但对于磁参数的装置生产的相对较少。
磁场测量方法基于电磁场理论、电子技术与物理学3门课程基础、理论上建立起来的。
通常磁场测量以磁场强度的测量为主,测量方法较多,所采用的方法随样式的不同而异。
磁测量的方法可以概括为以下几种:磁—力法、电磁感应法、磁通门法、磁效应法1.霍尔传感器的结构及工作原理若在如图2-1所示的金属或半导体薄片两端通以控制电流I,在与薄片方向上施加磁感应强度为B 的磁场,那么在垂直于电流和磁场方向的薄片的另两侧会产生电动势,的大小正比于控制电流I 和磁感图2.1 霍尔效应原理图应强度B,这一现象称为霍尔效应,利用霍尔效应制成的传感元件称霍尔传感器。
霍尔电势霍尔系数,=D_Dd__________áðϨϨ________________ D_Dd__________ӻԷϨϨ________________ _若磁场方向与元件平面成一角度时,则作用在元件上的有效磁场是其法线方向的分量,即,则有当控制电流的方向和磁场方向发生变化时,输出电动势方向也会变化,若电流和磁场同时改变方向时,霍尔电势方向不变。
霍尔电动势的大小与控制电流 I 和磁感应强度 B有直接关系,灵敏度表示在单位磁感应强度和单位控制电流时输出霍尔电势的大小,元件的厚度d越薄,越大,所以霍尔元件的厚度都很薄。
2.弱磁场检测装置的电路组成,图2-2所示为弱磁场检测装置的结构框图。
L298N电机驱动图2.2 磁场检测装置结构图在本毕业设计中,主要研究以STM8S单片机为主控技术将AH49E线性霍尔传感器模拟信号转换成数字信号并显示在12864LCD液晶上的过程,根据不同强度的磁场将小车行驶方向进行定位,适用于弱磁场的测量。
AH49E霍尔传感器通过检测磁场强度,输出可测量、单片机可接受的0到5V模拟电压。
单片机进行A/D转换将将信号送给单片机进行处理,STM8S单片机其转换后的结果进行处理,将处理后的结果送往1286LCD液晶上进行显示。
3.系统硬件电路设计3.1单片机这个小车采用的是AT89C52单片机,最大容量范围16K~32K字节的Flash 程序存储器,实现了真实的数据EEPROM。
在STM8S系列单片机参考手册(RM0016)中,被归为中密度系列。
STM8S105xx基础型系列所有的单片机具有以下性能:内部集成真正的EEPROM数据存储器,可以达到30万次的擦写周期,高度集成了内部时钟震荡器、看门狗和掉电复位功能,16MHz CPU时钟频率,强大的I/O功能,拥有分立时钟源的独立看门狗,时钟安全系统;可根据具体的应用在通用的产品系列中选择,具有合适的封装、存储器大小和外设模块的芯片;完善的文档和多种开发工具选择;最新技术打造的高水平内核和外设,产品适应2.95V~5.5V的工作电压。
芯片特点:内核●高级的STM8系列内核,拥有3级流水线的哈佛结构●扩展指令集存储器●中等密度程序和数据存储器:─最大具有32K字节Flash;可以实现10K次擦写数据不丢失,可以再在55°C环境下数据可保存20年─数据存储器:最大实现1K字节的EEPROM;最多30万次擦写中断管理●带有32个中断的嵌套中断控制器●6个外部中断向量,最多37个外部中断定时器●2个16位通用定时器,带有2+3个CAPCOM通道(IC、OC 或PWM)●高级可控制定时器:16位,4个CAPCOM通道,3个互补输出,死区插入和灵活的同步●带有8位预分频器的8位基本定时器●自动唤醒定时器●2个看门狗定时器:窗口看门狗和独立看门狗通信接口●带有同步时钟输出的UART ,智能卡,红外IrDA,LIN接口●SPI接口最高到8Mbit/s●I2C接口最高到400Kbit/s模数转换器(ADC)●10位,±1LSB的ADC,最多有10路通道,扫描模式和模拟看门狗功能I/O端口●48脚封装芯片上最多有38个I/O,包括16个高吸收电流输出●非常强健的I/O设计,对倒灌电流有非常强的承受能力开发支持●单线接口模块(SWIM)和调试模块(DM),可以方便地进行在线编程和非侵入式调试,可以方便地进行在线编程和非侵入式调试。