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基于FPGA的高精度超声波测距系统的设计 免费猫

发布时间:2020-02-17 12:26:57 阅读: 来源:拖把厂家

基于FPGA的高精度超声波测距系统的设计

从表1可以看出,距障碍物过近或较远时,测量精度下降。因为太近时接收和发射等电路的时延影响相对变大,而且发射信号必须有一个上升时间,当障碍物距离太近时系统不能及时处理回波信号[6],所以测量误差明显增加。障碍物距离太远时,回波信号微弱,混有大量的噪声,对门槛判定造成很大的挑战。分析表1中数据可知,在障碍物距离测距装置600 mm~3 600 mm时,可以达到较高精度,相对误差范围保持在0.3%以内,稳定性也较高,可以满足绝大多数实验的需求。

表1中超声波所测数据均大于尺测距离,而不是在尺测距离上下波动,原因可能是某部分电路存在极小的延时,导致高速计数器计时时间比实际时间长。下一步可以考虑在分析大量测试数据后,在测试结果上再在加上一定的修正量,减小电路延时引入的偏差,进一步提高系统精度。

如需获得更高的精度,可以提高超声波频率,但这是以牺牲测量范围为代价的;同理,使用更低的超声波频率可使测距范围增大,但测量精度会下降。可依据实际情况来选择超声波频率。

总体来看,本文提出的基于FPGA的超声波测距系统很好地利用了超声波检测技术优点,充分发挥了FPGA的优势,采用多种措施来提高超声波测距精度,具有良好的抗干扰性和稳定性,且测量盲区小、精度高,满足了大多数实验对障碍物测量的需要。若要求测量不同方向的障碍物,只需设计为多传感系统即可,具有实际应用价值。

参考文献

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[2] 潘松,黄继业,陈龙.EDA技术与Verilog HDL[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3] 英勇,王纪婵,赵海鸣,等.基于单片机的高精度超声波测距系统[J].仪表技术与传感器,2007(3):66-68.

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[5] 童亮.基于CAN总线的智能超声波测距系统[J].仪表技术与传感器,2007(12):34-36.

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