严格仿大耳蝠空间目标定位

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严格仿大耳蝠空间目标定位
利用声呐感知进行空间中的定位是对机器人视觉感知的有效补充。大多数蝙蝠都能用声呐进行导航或捕食昆虫,蝙蝠所使用的声呐能够使蝙蝠在黑暗和复杂的环境中灵活移动,确定空间中目标的位置信息。
许多研究都认为蝙蝠实现定位的能力与蝙蝠耳朵的形状有关,但很少有研究者开发人造蝙蝠耳来模仿蝙蝠的能力,其难点在于目标仰角的确定。本文中通过研究大耳蝠(Plecotusauritus)耳廓的空间声场特性,进行了大耳蝠精确的仰角回波定位的研究,另外还提出了一种行之有效的三维空间目标定位方法,同时严格模仿大耳蝠的定位功能,设计完成了双耳式主动回声定位系统,该装置利用主动声呐可以准确地估计空间中目标的角度。
首先,本文通过对大耳蝠耳廓模型进行在一定频率上的有限元模拟仿真计算,对得到的仿真结果做出统计,得到外耳周围近场特性和远场的方向性,确定了蝙蝠耳模型利用频率驱动的波束扫描特性的基本特点。其次,为了实现空间中的目标回声定位,设计并搭建了一套双耳式声信号采集与定位系统。
为控制本采集与定位系统实现不同的功能,设计了软件与硬件环境。使用3D打印机制作的人造蝙蝠耳为定位系统的核心,超声喇叭为发声装 ...

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关键词：3D打印机 定位系统 3D打印 行之有效 模拟仿真