飞行时间法ppt课件

1、飞行时间法2022/7/171飞行时间法简介运用超声波TOF测距超声波TOF影响要素及最新技术TOF与三维图像成型2022/7/172一 简介2022/7/173飞行时间丈量法Time Of Flight经过确定丈量发射信号与接纳信号的飞行时间间隔来实现间隔丈量。因此被测间隔可表示为：s=v*t/2s待测间隔； v信号飞行速度；t飞行时间；一 简介2022/7/174s=v*t/2二 运用飞行时间法质谱仪2022/7/175二 运用倒车系统激光、超声波等2022/7/176二 运用核物理领域2022/7/177核碰撞的物理研讨二 运用三维成像技术2022/7/178采用TOF技术的相机，其发射

2、器经过向目的发出振幅经过调制的出射光信号，再经过探测器接遭到目的反射的入射光，经过出射光与入射光的相位差可以计算出飞行的时间，结合光速，算出相机到目的的间隔。摄像机上每个像素都接纳到相应的间隔信号，得出三维图像。二 运用三维相机2022/7/179二 运用测速仪： 雷达 激光 红外线 声波等 2022/7/1710二 运用警用的测速仪分固定和流动两种2022/7/1711三 超声波TOF测距 超声波测距主要运用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如：液位、井深、管道长度等场所。2022/7/1712 超声波发生器的内部构造有两个压电晶片和一个共振板，当它的两极外加上固有振荡频率的脉冲电

3、压时压电晶片会发生共振并产生超声波。假设共振板接纳到超声波时，也会迫使压电晶片产生振动，反过来将机械能转换为电信号，成为超声波接纳器。在超声波测距电路中，发射端延续输出一系列脉冲方波，然后判别接纳端，实现超声测距普通有以下两种方法：读取输出端脉冲电压的平均值，该电压(其幅值根本固定)与间隔成正比，丈量电压即可测得间隔；丈量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接纳超声波的时间间隔t，故被测间隔为S=v*t2。2022/7/1713超声波TOF测距系统原理图四 超声波TOF影响要素及最新技术信号：调制信号的频率、波长、波形等计时：计时器触发的方式、时钟偏移、计时器误差等环境：温度、机械系统振动噪声、空气

4、传播介质等2022/7/1714时钟偏移：是指时钟信号到达数字电路各个部分所用时间的差别。超声波测距系统几种常用的信号脉冲2022/7/1715触发信号：门阀值法 矩形波法2022/7/1716 温度上升，空气分子的密集程度就变化，而声波传播速度与介质有关，试想下在水里和在空气中声波传播速度的差别。介质物质分子越密集，声波传播速度就越快，到真空中就没法传播了。 所以不同的实验环境，误差大小也不同。2022/7/1717四 超声波TOF影响要素及最新技术四 超声波TOF影响要素及最新技术 时钟偏移问题 为了实现时钟同步，TOF测距方法采用了时钟偏移量来处理时钟同步问题。但由于TOF测距方法的时间

5、依赖于本地和远程节点，测距精度容易受两端节点中时钟偏移量的影响。为了减少此类错误的影响，采用反向丈量方法，即远程节点发送数据包，本地节点接纳数据包，并自动呼应，经过平均在正向和反向所得的平均值，减少对任何时钟偏移量的影响，从而减少测距误差。2022/7/1718最新技术2022/7/1719 双向回波法是一种对丈量系统的电路延迟进展标定的方法，他能得到待测时间间隔的起点。超声波传感器A与B面对面放置。假定A为发射头，其发射信号传播到B端被接纳。同时B将超声波反射后传到A被接纳。图中上方的波形为外部介质中传播的真实超声波信号，分别为A刚发射的波形、传到B处的波形和前往至A端的波形。2022/7/

6、1720为方便起见，将波形的峰值点作为发射和到达时辰，那么图中两波形间t0为超声波真实的传播时间。由于电路延迟的影响，发出鼓励脉冲的起始时辰与发射时辰之间存在固定电路延迟 1，B接纳端接纳到波形时辰与到达时辰存在接纳延迟1 ，A接纳端存在接纳延迟时间误差1.以鼓励脉冲的起始时辰为时间零点。那么B端接纳到波形的时辰为 1+t0+ 2，A端接纳到回波的时辰为1+2t0+ 1。两者差值t1=t0+ 1- 2 。由于不同的接纳板延迟存在差别， 1-2 不一定为0.此时，选B为发射端，上述方法二次丈量，那么A接纳到波形的时辰为 2+t0+ 1， 2为发射延迟。B接纳回波信号时辰为 2+2t0+ 2 。两

7、者差值为t2=t0+ 2-1。两探头之间超声波真实的飞行时间t0=t1+t2/2两探头接纳延迟的差值为 12= 1- 2= t1-t2/2 最新技术2022/7/1721 基于双向回波法的超声波飞行时间间隔丈量系统由硬件平台和软件模块构成。硬件平台包括进展声电信号转换的超声波探头、超声波发射电路、超声波接纳放大电路、带通滤波器、Arm控制和AD采集；软件模块包括采集卡设置、采集显示、数据处置等。2022/7/1722最新技术2022/7/1723最新技术2022/7/1724最新技术五 TOF与三维图像成型2022/7/17252022/7/1726五 TOF与三维图像成型 随着科技的开展，传感器技术会愈发敏感，新的信息采集技术以及处置系统误差的方法也会被运用，会大大提高图像的分辨率，包含更多的图像信息。 TOF三维图像未来