Informace o kvalifikační práci Měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí a vyhodnocení vhodnosti jeho použití pro robotické aplikace
- Všechny požadované údaje o této VŠKP jsou vyplněny.
Hlavní téma
Měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí (Continuous- transmission frequency- modulated -CTFM) a vyhodnocení vhodnosti jeho použití pro robotické aplikace
Hlavní téma v angličtině
The Measurement of Sonar with Continuously Transmitted Frequency Modulation (CTFM)
Název dle studenta
Měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí a vyhodnocení vhodnosti jeho použití pro robotické aplikace
Název dle studenta v angličtině
Measurement of a sonar rangefinder with a continuously modulated transmission frequency and evaluation of the suitability of its use for robotic applications
Tématem práce je měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí. V práci je navrženo sestavení senzoru sonarového dálkoměru s použitím metody CTFM za použití kombinace komerčních a zde v práci navržených komponent pro realizaci kompaktního senzoru s možným využitím pro robotické aplikace. Práce obsahuje i rozsáhlou knihovnu navrženou pro stavbu senzoru s využitím mikrokontroleru jako prostředek pro zpracování číslicové části. Řešení zahrnuje i možnost kompenzace pohybu nosiče senzoru, tedy úpravu vzdálenosti závislou na rychlosti nosiče.
Anotace v angličtině
Subject of this paper is the measurement of a sonar rangefinder with a continuously modulated transmission frequency. The work proposes the assembly of a sonar rangefinder sensor that uses the CTFM method using a combination of commercial and self-designed components for the implementation of a compact sensor with possible use for robotic applications. The work also contains an extensive library designed to run the sensor using a microcontroller as a means of processing the digital part. The solution also includes the possibility of movement compensation if used onto moving sensor carrier, ie adjusting the distance depending on the speed of the carrier.
Klíčová slova
sonar, měření vzdálenosti, CTFM modulace, frekvenční analýza, Fourierova analýza
Klíčová slova v angličtině
sonar, sonar range finding, CTFM modulation, frequency analysis, Fourier analysis
Rozsah průvodní práce
87s. (88962 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tématem práce je měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí. V práci je navrženo sestavení senzoru sonarového dálkoměru s použitím metody CTFM za použití kombinace komerčních a zde v práci navržených komponent pro realizaci kompaktního senzoru s možným využitím pro robotické aplikace. Práce obsahuje i rozsáhlou knihovnu navrženou pro stavbu senzoru s využitím mikrokontroleru jako prostředek pro zpracování číslicové části. Řešení zahrnuje i možnost kompenzace pohybu nosiče senzoru, tedy úpravu vzdálenosti závislou na rychlosti nosiče.
Anotace v angličtině
Subject of this paper is the measurement of a sonar rangefinder with a continuously modulated transmission frequency. The work proposes the assembly of a sonar rangefinder sensor that uses the CTFM method using a combination of commercial and self-designed components for the implementation of a compact sensor with possible use for robotic applications. The work also contains an extensive library designed to run the sensor using a microcontroller as a means of processing the digital part. The solution also includes the possibility of movement compensation if used onto moving sensor carrier, ie adjusting the distance depending on the speed of the carrier.
Klíčová slova
sonar, měření vzdálenosti, CTFM modulace, frekvenční analýza, Fourierova analýza
Klíčová slova v angličtině
sonar, sonar range finding, CTFM modulation, frequency analysis, Fourier analysis
Zásady pro vypracování
Využijte popis a analýzu sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí provedenou ve vaší BP na přípravu a provedení experimentálního ověření měření vzdálenosti překážek v indoor prostředí.
Doplňte existující vybavení o na trhu existující vhodný mikrofon pro sonarový vysílač/přijímač s analogovým napájením harmonickým napětím a snímáním vysílaného signálu i echa pro použití jako CTFM sonar.
Navrhněte a aplikujte analogové (číslicové) buzení a zpracování vysílaného signálu a echa.
Použijte Vámi naprogramované zpracování měřené vzdálenosti pomocí FFT.
Ověřte návrh měřením vzdáleností vybraných stojících objektů opakovaným měřením se stojícím senzorem a senzorem pohybujícím se rychlostí do 10cm/s a výsledky statisticky vyhodnoťte.
Zásady pro vypracování
Využijte popis a analýzu sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí provedenou ve vaší BP na přípravu a provedení experimentálního ověření měření vzdálenosti překážek v indoor prostředí.
Doplňte existující vybavení o na trhu existující vhodný mikrofon pro sonarový vysílač/přijímač s analogovým napájením harmonickým napětím a snímáním vysílaného signálu i echa pro použití jako CTFM sonar.
Navrhněte a aplikujte analogové (číslicové) buzení a zpracování vysílaného signálu a echa.
Použijte Vámi naprogramované zpracování měřené vzdálenosti pomocí FFT.
Ověřte návrh měřením vzdáleností vybraných stojících objektů opakovaným měřením se stojícím senzorem a senzorem pohybujícím se rychlostí do 10cm/s a výsledky statisticky vyhodnoťte.
Seznam doporučené literatury
Siciliano, B., Khatib, O.: Springer Handbook of Robotics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008, ISBN: 978-3-540-23957-4, e-ISBN: 978-3-540-30301-5
Kinsler, L.E., Frey, A.R. Coppens, A.B. , Sanders, J.V.: Fundamentals of Acoustics, Wiley, New York 1982
Kuc, R., Siegel, M.W.: Physically-based simulation model for acoustic sensor robot navigation, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 9(6), 766?778 (1987)
Kay, L.,: A CTFM acoustic spatial sensing technology: its use by blind persons and robots, Sens. Rev. 19(3), 195?201 (1999)
Politis, Z., Probert, P.J.: Target localization and identification using CTFM sonar imaging: The AURBIT method, Proc. IEEE Int. Symp. CIRA (1999) pp. 256?261
Yang Wang and Jun Yang: Continuous Transmission Frequency Modulation Detection under Variable Sonar-Target Speed Conditions, Sensors 2013, 13, 3549-3567, ISSN 1424-8220, www.mdpi.com/journal/sensors.
Úředníček, Z,: Sonarové měření dálky. Sonar CTFM, Učební text UTB Zlín 2016
Seznam doporučené literatury
Siciliano, B., Khatib, O.: Springer Handbook of Robotics. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008, ISBN: 978-3-540-23957-4, e-ISBN: 978-3-540-30301-5
Kinsler, L.E., Frey, A.R. Coppens, A.B. , Sanders, J.V.: Fundamentals of Acoustics, Wiley, New York 1982
Kuc, R., Siegel, M.W.: Physically-based simulation model for acoustic sensor robot navigation, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 9(6), 766?778 (1987)
Kay, L.,: A CTFM acoustic spatial sensing technology: its use by blind persons and robots, Sens. Rev. 19(3), 195?201 (1999)
Politis, Z., Probert, P.J.: Target localization and identification using CTFM sonar imaging: The AURBIT method, Proc. IEEE Int. Symp. CIRA (1999) pp. 256?261
Yang Wang and Jun Yang: Continuous Transmission Frequency Modulation Detection under Variable Sonar-Target Speed Conditions, Sensors 2013, 13, 3549-3567, ISSN 1424-8220, www.mdpi.com/journal/sensors.
Úředníček, Z,: Sonarové měření dálky. Sonar CTFM, Učební text UTB Zlín 2016
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant odprezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své bakalářské práce. Prezentace dobře vystihovala hlavní body práce, jednotlivé snímky prezentace byly graficky i obsahově vyvážené. Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta bakalářské práce. Diplomant postupně odpověděl na otázky oponenta práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Prof. Víteček: Kdo je výrobcem Vámi vybraného reproduktoru a jaké má základní vlastnosti?
Na kladené dotazy diplomant reagoval na výborné úrovni.