电动汽车充电口位姿超声定位技术的研究

发布时间：2023-06-18 00:33

　　随着汽车自动化技术的不断普及和大功率充电技术的日益完善,电动汽车的自动充电技术得以迅速发展。目前的自动充电过程主要利用视觉系统来实现对电动汽车充电口位姿的定位,但是该系统布置成本高昂,对雨雾天气适应性不佳。为促进电动汽车自动充电技术的进一步普及,亟需开发一种成本低、精度高并且环境适应性好的位姿定位系统。因此,研究超声测量技术实现低成本、高精度的充电口位姿三维重构和定位具有重要理论意义和工程应用价值。通过对超声声场特性的研究与仿真,得出了超声传感器的选型依据。通过对超声定位技术的研究,提出了以红外信号作为时间基准信号的超声测距方案,设计了“三发三收”超声定位节点的布置形式,并以此为基础建立了位姿定位系统的坐标系,确定了电动汽车充电口的三维坐标和姿态角的解算算法并验证了算法的正确性。通过对姿态解算算法的误差分析,确定了超声定位接收节点的布置形式。设计了收发分体式高精度超声测距模块,并通过逻辑分析仪验证了测距模块的稳定性。研究了实时声速测量模块,消除了温湿度传感器带来的超声声速测量误差。研制了位姿定位系统发射端和接收端的控制电路,实现了系统的稳定工作。编写了位姿超声定位系统关键芯片的控制程序...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究意义
    1.2 位姿超声定位技术的国内外研究现状与分析
        1.2.1 位姿定位技术的研究现状
        1.2.2 电动汽车充电口位姿定位技术的研究现状
        1.2.3 超声定位技术的研究现状
        1.2.4 研究现状分析
    1.3 主要研究内容
第2章 充电口位姿超声定位算法研究
    2.1 引言
    2.2 超声定位的理论基础
        2.2.1 超声波基本理论
        2.2.2 超声传感器及其性能指标
        2.2.3 超声波的声场研究
    2.3 充电口位姿超声定位方案设计
        2.3.1 超声定位的实现方法
        2.3.2 充电口位姿超声定位方案
    2.4 充电口位姿超声定位系统坐标系的建立
    2.5 充电口位姿超声定位算法
        2.5.1 充电口三维坐标定位算法
        2.5.2 充电口姿态定位算法
    2.6 超声定位接收节点的布置形式研究
    2.7 本章小结
第3章 充电口位姿超声定位系统设计
    3.1 引言
    3.2 系统总体方案设计
    3.3 位姿超声定位系统硬件设计
        3.3.1 超声测距发射模块设计
        3.3.2 超声测距接收模块设计
        3.3.3 超声测距模块制作及性能验证
        3.3.4 实时声速测量模块设计
        3.3.5 位姿超声定位系统收发端电路设计
        3.3.6 超声测距模块安装位置的确定
    3.4 位姿超声定位系统软件设计
        3.4.1 系统程序设计
        3.4.2 上位机显示软件设计
    3.5 本章小结
第4章 充电口位姿超声定位系统验证实验
    4.1 引言
    4.2 实验器材与实验方法
        4.2.1 实验器材
        4.2.2 实验方法
    4.3 超声测距模块的测距实验
        4.3.1 实验平台的搭建
        4.3.2 测距模块轴向直线测距实验
        4.3.3 测距模块径向直线测距实验
    4.4 电动汽车充电口的位姿定位实验
        4.4.1 实验平台的搭建
        4.4.2 室内位姿定位实验
        4.4.3 室外位姿定位实验
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3834438