超声定位技术是一种典型的非接触测量技术,其具有结构简单、成本低廉、整体定位准确性高等优点,因而得到了较广泛的应用,特别是在导盲避障方面,凸显了其良好的性能。本论文正是以此为出发点,根据之前设计并已经成功应用于ETAs上的一款基于超声测距的避障系统,重点研究了对全地形的避障算法。目的克服掉目前超声测距、避障系统一个共有的盲区-对突起的障碍可以识别,而对于类似沟壑的障碍无法识别的问题。本文主要研究内容概括如下。一.论文概述了超声波检测的发展及基本原理,介绍超声传感器的工作机理及特性,对于影响测距系统的一些主要参数进行了讨论。并且在介绍超声测距系统功能的基础上,根据先前的硬件平台,提出了实验系统的总体构成。二.从突变信号或非平稳信号的特性出发,研究了时间—尺度/频率分析方法;应用小波理论,详细分析了对信号的处理过程。这些研究为后面的实验分析奠定了理论基础。三.论文详细阐述了为验证算法所设计的硬件实验平台,将整个平台系统分为主控芯片、超声发射电路、回波前置比例放大电路、TGC电路和滤波电路等部分,对各个硬件部分都给出了原理图并进行了分析。主控芯片程序是采用C语言编写,论文还设计了实验系统的电路板,并进行了实验数据采集与算法验证。四.根据小波理论,提出了一种新的基于小波多分辨率分析的回波处理方法,通过提取回波在不同分层上的信息,发现空气细节,建立障碍物模型,实现对全地形的避障。理论方面重点阐述了小波中的多分辨率分析和mallat算法,推导了多分辨率分析的特性,将其等价为共轭正交的滤波器组,研究了多分辨率对信号的分解与重构,随后选取合适的小波基函数对实际采集到的信号进行分析,验证算法。