为提高内河航运产品竞争力,准确计算船舶营运成本费用,船舶吨位是必不可少的参考标准。而当前人工估计船舶吨位的方法,缺点很多,亟需发展航运船舶吨位的智能测量系统。本课题的研究是基于河海大学常州校区的科技创新项目——智能船舶吨位测量技术研究的基础上进行的。 将超声波测距技术和多传感器信息融合技术应用在智能船舶吨位测量上,利用超声波换能器构建一个多传感器系统,测出船舶的相关几何距离,再利用多传感器信息融合技术及最小二乘曲线拟合计算出船舶吨位。 本系统利用Philips公司的ARM芯片LPC2131作为微控制器来进行系统设计。 论文分别从理论分析、系统总体设计、系统硬件电路设计、系统软件设计等方面详细地介绍了系统的实现过程。该系统在软硬件的设计上具有一定特色,一是对超声波换能器阵列进行分组,而对于同一组超声波换能器,采用分时测量,实现了从软件处理上节省系统硬件资源;二是每组超声波换能器的发射信号以脉宽的不同进行区别,并采用上升沿检测的方法进行回波信号的处理,以实现对多组信号同时处理;三是考虑到模拟电路处理时间影响超声波传播时间,在软件设计上采用了软件补偿方法,使其固化在程序中,从而提高了系统的精度;四是利用温度传感器实时检测环境温度以补偿温度引起的声速变化,保证了检测精度。系统在设计上充分利用了ARM芯片的优势,使系统电路结构简单可靠。 同时,系统在设计上采用双探头超声波换能器加以实现,其盲区很小,有利于远距离的测量。