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【目的】当前的激光测距系统由于硬件电路的限制以及采样的个数和速率大小的影响,导致测距的相关性能不理想。因此,需要对测距系统的硬件电路以及测距算法进行改进。【方法】对比其他的测距方法后,笔者对脉冲式激光测距技术的原理进行了深入研究,在多脉冲式激光测距和小波变换的奇异值滤波基础上进行了包括FPGA配置电路设计、激光发射接收单元电路设计、FPGA与ADC接口设计等的硬件电路设计。并使用上位机等组成测试系统,测试了基于FPGA的激光测距的准确性和精度。【结果】经过十次测距,结果显示的最大和最小误差分别为17 cm和3 cm,误差均在±20 cm以内,符合预期。经过小波变换的奇异值检测算法求出其平均值,测距结果为2 854.38 m,和实际值相差3 cm。【结论】该测距系统具有较高的精度、较低的误差,实现了测距仪的自动化测量和远距离测量,满足了测距技术在不同领域的要求,具有一定的实际应用价值。 相似文献
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为实现小型方捆机草捆动态称量系统的准确测量,降低地面颠簸和机械传动引起的振动对草捆质量测量精度的影响,分析了打捆机作业速度、拖拉机PTO启停对草捆动态称量系统压力和角度噪声信号的作用机理。当系统采样频率为40Hz时,压力噪声信号频率主要在0.1~16Hz;角度噪声信号频率主要在3~4Hz和16~17Hz;打捆机作业速度与噪声信号强度呈正相关。在信号分析基础上,研究了信号处理方法。为提高滤波精度,首先采用基于3σ准则的双阈值动态滤波方法对信号进行预处理,消除奇异值影响,再利用分段线性插值补充空缺点,最后设计一种巴特沃斯带阻滤波器对噪声信号进行消除。田间试验结果表明,采用该方法对信号进行处理后,草捆质量预测相对误差为-4.15%~4.17%,优于均值滤波得到的结果,且该滤波方法适应性更好,更符合实际生产需要。 相似文献
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鲜活农产品冷链保鲜、保活运输过程中需要精确监测和控制运输微环境气体浓度,因此实时精准地监测运输环境中各类气体成分浓度尤为重要。在长期气体浓度监测中,传感器会发生漂移并呈现弱稳定性现象,从而造成监测精准度降低,导致保鲜、保活控制低效。针对该问题,设计基于无线传感器网络的气体传感器在线校准方法,利用融合技术对运输环境中分布式部署的无线气体传感器进行周期性选举,筛选测量准确、稳定的领袖传感器节点组作为参考,动态计算终端传感器漂移特征参数变化,并使用无线通讯技术完成各类气体感知节点输出-浓度映射函数参数的修正调节,以重新计算输出信号与气体浓度的动态映射关系。该方法可非更换地实现在线气体传感器动态校准,从整体上修正了运输微环境中气体传感器输出-浓度映射参数以提高数据获取精度。以鲟鱼低温无水休眠保活运输为试验流程,对重要环境气体CO2、O2、NH3等浓度信息进行了监测与校准试验。利用高精度、已校准的气体浓度记录仪作为运输微环境气体浓度测量标准,进行校准试验评估。试验表明传感输出信号为TTL电平的CO2传感器可提高测量精度3.28%,其精度提高程度低于线性或非线性函数输出的气体传感器;对于输出-浓度映射为非线性信号的NH3气体监测精度可提高4.14%;针对传感输出为线性函数关系的O2传感器校准效果最优,其监测精度可提高4.71%。综合对比运输气体变化监测数据,验证了在不更换传感器进行离线气调校准的情况下,所提方法可较显著地提高气体浓度监测精度,为有效精准调节冷链运输微环境气体浓度提供了调控依据。 相似文献
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动态载荷负载模拟是室内台架测试的核心技术之一,也是评估试验台架综合性能重要途径。针对某一混动式汽车台架,以型号为C8051F120单片机所能达到的转速脉冲信号的测频精度为基础开展动态加载技术研究。在Matlab/Simulink中建立整车传动系动力学模型和台架系统模型;设计逆向模型控制的负载模拟方案和PI自适应卡尔曼滤波算法,并搭建相应的控制器模型来分析不同采样频率和测频精度对负载模拟的影响。仿真结果表明：低速段在采样频率100 Hz、测频精度0.001%未滤波下,电机最大加载扭矩误差为10%;高速段在采样频率100 Hz、测频精度0.001%滤波下,系统响应时间0.11 s,电机加载扭矩误差15%;加载系统能够平稳运行且可以达到动态加载目的,验证负载模拟算法的正确性。在得到正确的仿真结果后可轻松实现代码生成,从而为台架硬件在环试验提供参考。 相似文献
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针对谷物测产系统采样频率过高时数据冗余量大、软硬件成本高,而采样频率过低时测产精度和稳定性难以保证的问题,分析了谷物的冲击规律并根据采样定理确定了谷物流量信号的最高采样频率为50 Hz。数据预处理时,对于高频率采样信号,提出了双阈值滤波均值和算数均值2种方法,分析表明双阈值滤波均值法的处理效果优于后者。为考察采样频率对测产精度的影响,进行了不同采样频率的测产试验并提出了频率抽取法,尝试了1、10、25、50 Hz 4种采样频率下的总产量建模,并对比了其预测效果,试验结果表明,在最高采样频率范围内,采样频率越高,测产的精度也越高;采用50 Hz采样频率时,平均误差最低为3.04%;采用10 Hz以上采样频率时,可保证平均误差不高于5%。因此,采用10 Hz以上的测产系统采样频率是必要的。 相似文献
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基于SHT75的温湿度监测网络设计 总被引：1，自引：1，他引：0
目标环境中要实现温湿度的精确控制必须进行多点测量.为此,采用多个数字温度传感器SHT75来设计温湿度检测系统,以达到简化软硬件系统提高精度的目的. 系统以RS-485为信号传输媒介,以at89c51作为下位机的处理器,给出了总控系统与下位机的互联形式和上位机端Modbus协议的实现方法.此系统具有可靠性较好、测量精度较高、使用方便等特点. 相似文献
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株间锄草机器人刀苗信息优化系统设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为提高株间锄草机器人机器视觉刀苗信息获取精度,提出采用里程信息和视觉信息融合的刀苗距优化方法,设计了基于C8051F020单片机的刀苗距优化系统,分析了优化系统构成,为提高里程精度和系统抗振动干扰能力,设计了精准里程采集逻辑电路对测速脉冲进行倍频、辨向及逻辑处理。根据里程信息与视觉信息相对误差的分布规律提出了双阈值权重判断算法对刀苗距进行优化,并给出了软件实现流程。刀苗距优化试验发现该系统可有效过滤机器视觉出现的错误和不稳定信息,静态测试刀苗距误差达6.7 mm,误差减小10.3%。模拟锄草试验表明,在动态下该系统可降低锄刀多转可能性,提高系统的稳定性。 相似文献
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基于ARM微处理器LPC1114的设施大棚智能测控系统的软硬件设计与开发,通过32位ARM的高速处理能力,集成精准的测量与控制模块,提高系统工作的实时性、可靠性。采用RS485总线与上位机相连的方式增强系统可扩展性,便于后期开发和维护。经测试,该系统具有运行成本低、稳定可靠、测量精确、实时测控的优点,在设施农业领域具有良好的市场前景。 相似文献
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基于STC12C5A60S2单片机,采用串口通信技术、数据库技术、VS2008软件编程技术,设计并实现了施药监测系统.该系统具有可扩展性,可支持8路模拟传感器和2路数字脉冲式传感器,以采集压力、流量和速度等各种施药参量,并通过LCD显示器实时显示;系统可将各施药参量存入SD卡中,同时通过RS232串口传给PC机;PC机将接收到的数据存储于数据库中,并以表格和图形方式向用户显示施药参量.试验表明:采样周期为1s时,速度经一次校核后测量平均精度达97.7％;测试平台试验和喷药机试验的压力测量平均精度分别为99.3％和98.7％,流量平均测量精度达99.3％. 相似文献
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精准喷雾超声波测距系统的设计与试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现精准喷雾,利用超声波无接触测量技术,设计了一种基于STM32单片机的超声波测距系统,以此来确定植株有无,进而控制喷雾位置及时间。该系统设计了超声波发射和回收模块实现回波信号的捕捉,通过软件对回波信号进行峰值时间检测,将测量数据直接传到电脑之中,不仅简化了电路,降低了成本,而且提高了系统的稳定度。试验结果表明,喷雾距离在300~700mm之间时,测距误差小于20mm,达到了系统设计的精度要求,从而为实现精准喷雾奠定了基础。 相似文献
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激光耙浆平地机代表了水田耕整机的智能化和精准化发展方向,如何提高其作业精度是当前研究的重点,而激光信号接收精度是保证水田耕整机作业精度的关键因素之一。为此,从整机角度出发,分析了其振动特性对激光信号接收精度的影响。耙浆平地机是自由振动和受迫振动的耦合,振动给激光接收器和支撑杆带来较大的空间摆动,造成接收器偏离激光信号。根据动力学方程和四参数法建立双层隔振模型,采用模糊优化方法对隔振系统进行优化求解,在此基础上完成隔振系统结构设计。试验结果表明:该隔振系统可有效地降低整机振动对支撑杆的激励,支撑杆摆角从25°减小到2°左右,激光接收器横向振动振幅控制在6cm以下,隔振系统传递率稳定。 相似文献
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为了进行高速插秧机栽插质量检测,需精准提供其工作起始和结束点,以便准确测取统计数据。为此,采用陀螺仪、加速度计、霍尔式传感器、语音模块及单片机构成控制系统,研制了一种适用于高速插秧机工作状态检测装置。根据高速插秧机悬挂连杆机构在不同工作状态下与水平面间夹角的不同及工作时行驶速度的差异,设计了角度检测电路及速度检测电路,控制系统根据检测结果判断高速插秧机处于何种工作状态,并通过语音模块输出语音信号提示驾驶员。角度检测、速度检测的试验研究表明:角度测量平均误差为0. 95°;高速、中速和低速下速度测量平均误差分别为0. 041 2、0. 037 8、0. 063 6m/s,满足高速插秧机工作状态检测精度要求。 相似文献
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机械臂神经网络非奇异快速终端滑模控制 总被引：2，自引：0，他引：2
针对多自由度机械臂轨迹跟踪控制系统存在收敛速度慢、跟踪精度低的问题,提出了一种基于径向基神经网络(RBFNN)的非奇异快速终端滑模(NFTSM)自适应轨迹跟踪控制方法。首先,该方法采用非奇异快速终端滑模超曲面,切换控制项引入连续终端吸引子,使得系统能在有限的时间内收敛到平衡点。其次,采用RBFNN逼近系统未知非线性动力学,并结合逼近误差的自适应补偿机制,实现无模型控制。利用Lyapunov理论证明闭环系统的全局渐进稳定性和有限时间收敛性。最后,将该控制方法应用于Denso串联机械臂进行实验验证,并分析系统传输延时对实验结果的影响,提出解决方法。仿真和实验结果表明,该控制方法能有效地提高系统收敛速度和跟踪精度,增强对外部扰动的鲁棒性,削弱系统抖振。 相似文献
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等精度频率、相位数字测量仪采用当今电子设计领域流行的EDA技术,以FPGA为核心,配合AT89C51单片机,采用多周期同步测频原理,实现了0.1 Hz～100 MHz信号频率的等精度频率测量。 相似文献