- All mandatory fields for this Thesis are filled in.
Main topic
Měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí (Continuous- transmission frequency- modulated -CTFM) a vyhodnocení vhodnosti jeho použití pro robotické aplikace
Main topic in English
The Measurement of Sonar with Continuously Transmitted Frequency Modulation (CTFM)
Title according to student
Měření sonarového dálkoměru se spojitě modulovanou vysílací frekvencí a vyhodnocení vhodnosti jeho použití pro robotické aplikace
English title as given by the student
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.
Annotation in English
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.
Keywords
sonar, měření vzdálenosti, CTFM modulace, frekvenční analýza, Fourierova analýza
Keywords in English
sonar, sonar range finding, CTFM modulation, frequency analysis, Fourier analysis
Length of the covering note
87s. (88962 znaků)
Language
CZ
Annotation
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.
Annotation in English
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.
Keywords
sonar, měření vzdálenosti, CTFM modulace, frekvenční analýza, Fourierova analýza
Keywords in English
sonar, sonar range finding, CTFM modulation, frequency analysis, Fourier analysis
Research Plan
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.
Research Plan
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.
Recommended resources
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
Recommended resources
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
