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第一篇：xmm外文翻译

机器人

首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么随着人类的发展，人们在不断探讨自然过程中，在认识和改造自然过程中，需要能够解放人的一种奴隶。那么这种奴隶就是代替人们去能够从事复杂和繁重的体力劳动，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。

机器人有三个发展阶段，那么也就是说，我们习惯于把机器人分成三类，一种是第一代机器人，那么也叫示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的一个机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的话机器人可以重复的根据人当时示教的结果，再现出这种动作，比方说汽车的点焊机器人，它只要把这个点焊的过程示教完以后，它总是重复这样一种工作，它对于外界的环境没有感知，这个力操作力的大小，这个工件存在不存在，焊的好与坏，它并不知道，那么实际上这种从第一代机器人，也就存在它这种缺陷，因此，在20世纪70年代后期，人们开始研究第二代机器人，叫带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是类似人在某种功能的感觉，比如说力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉和人进行相类比，有了各种各样的感觉，比方说在机器人抓一个物体的时候，它实际上力的大小能感觉出来，它能够通过视觉，能够去感受和识别它的形状、大小、颜色。抓一个鸡蛋，它能通过一个触觉，知道它的力的大小和滑动的情况。第三代机器人，也是我们机器人学中一个理想的所追求的最高级的阶段，叫智能机器人，那么只要告诉它做什么，不用告诉它怎么去做，它就能完成运动，感知思维和人机通讯的这种功能和机能，那么这个目前的发展还是相对的只是在局部有这种智能的概念和含义，但真正完整意义的这种智能机器人实际上并没有存在，而只是随着我们不断的科学技术的发展，智能的概念越来越丰富，它内涵越来越宽。

下面我简单介绍一下我国机器人发展的基本概况。由于我们国家存在很多其他的各种因素、问题。我们国家在机器人方面的研究是在20世纪70年代后期，当时我们在国家北京举办一个日本的工业自动化产品展览会，在这个会上有两个产品，一个是数控机床，一个是工业机器人，这个时候，我们国家的许多学者，看到了这样一个方向，开始进行了机器人的研究，但是这时候研究，基本上还局限于理论的探讨阶段，那么真正进行机器人研究的时候，是在七五、八五、九五、十五将近这二十年的发展，发展最迅速的时候，是在1986年我们国家成立了863计划是高技术发展计划，就将机器人技术作为一个重要的发展的主题，国家投入将近几个亿的资金开始进行了机器人研究，使得我们国家在机器人这一领域得到很快地、迅速地发展。

目前主要单位像中科院沈阳自动化所，原机械部的北京自动化所，像哈尔滨工业大学，北京航空航天大学，清华大学，还包括中科院北京自动化所等等的一些单位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前这几年来看，我们国家在高校里边，有很多单位从事机器人研究，很多研究生和博士生都在从事机器人方面的研究，目前我们国家比较有代表性的研究，有工业机器人，水下机器人，空间机器人，核工业的机器人，都在国际上应该处于领先水平，总体上我们国家与发达国家相比，还存在很大的差距，主要表现在，我们国家在机器人的产业化方面，目前还没有固定的成熟的产品，但是在上述这些水下、空间、核工业，一些特殊机器人方面，我们取得了很多有特色的研究成就。

下边我简单介绍一下工业机器人的一些情况。到目前为止，工业机器人是最成熟，应用最广泛的一类机器人，世界总量目前已经销售110万台，这是1999年的统计，但这110万台在已经进行装备使用的是75万台，这个量也是不小的。总体情况看，日本在工业机器人这一块，是首位的，成为机器人的王国，美国发展也很迅速，目前在新安装的台数方面，已经超过了日本，中国刚开始进入产业化的阶段，已经研制出多种工业机器人样机，已有小批量在生产中使用。

点焊机器人主要是针对汽车生产线，提高生产效率，提高汽车焊接的质量，降低工人的劳动强度的一种机器人。它的特点是通过机器人对两个钢板进行点焊的时候，需要承载一个很大的焊钳，一般在几十公斤以上，那么它的速度要求在每秒钟一米五到两米这样的高速运动，所以它一般来说有五到六个自由度，负载三十到一百二十公斤，工作的空间很大，大概有两米，这样一个球形的工作空间，运动速度也很高，那么自由度的概念，就是说，是相对独立运动的部件的个数，就相当于我们人体，腰是一个回转的自由度，我们大臂可以抬起来，小臂可以弯曲，那么这就三个自由度，同时腕部还有一个调整姿态来使用的三个自由度，所以一般的机器人有六个自由度，就能把空间的三个位置，三个姿态，机器人完全实现，当然也有小于六个自由度的，也有多于六个自由度的机器人，只是在不同的需要场合来配置。

第二类是服务机器人，随着工业化的发展，尤其近十年以来，机器人的发展的应用领域在不断拓宽，目前一个很重要的特征，大家都知道，机器人已经从制造业逐渐转向了非制造业和服务行业，刚才谈的汽车制造属于是制造业，但服务行业包括清洁、加油、救护、抢险、救灾这些等等，都属于非制造行业和服务行业，那么这里边跟工业机器人相比，它有一个很重要的不同，它主要是一个移动平台，它能够移动、去运动，上面有一些手臂进行操作，同时还装有一些像力觉传感器和视觉传感器、超声测距传感器等等。它对周边的环境进行识别，来判断它的运动，完成某种工作，这是服务机器人的基本的一个特点。

例如，家务机器人主要体现在像一些对地毯和地板定期的它能够进行清扫和吸尘，它这个机器人很有意思，它有传感器，它能够把家具和人能识别出来，它自动的按照一种规律，能根据路径把地面全部的清扫干净，这也是家务中一些机器人的表现。那么医疗机器人，是近五年来发展比较迅速的一个新的应用领域。如果人手术的时候，医生来手术，一个是疲劳，另一个人手操作的精度还是有限的。在德国一些大学里面，面向人的脊椎，如腰间盘突出这种病，进行识别以后，能够自动地用机器人来辅助进行定位，进行操作和手术。像美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术，这样的机器人，还包括通过遥控操作的办法，实现对人的胃肠这种手术，大家在电视里边看到，一个机械手，大概有手指这样粗细的一个机械手，通过插入腹脏以后，人在屏幕上操作这个机器手，同时对它用激光的方法对病灶进行激光的治疗，这样的话，人就不用很大幅度地破坏人的身体，这实际对人的一种解放，是非常好一种机器人，医疗机器人它也很复杂，一方面它完全自动去完成各种工作，是有困难的，一般来说都是人来参与，这是美国开发的一个林白手术这样一个例子，人通过在屏幕上，通过一个遥控操作手来控制另一个机械手，实现通过对人的腹腔进行手术，前几年我们国家展览会上，美国已经成功的实现了对人的心脏瓣膜的手术和搭桥手术，这已经在机器人领域中，引起了很大的轰动，还包括，AESOP的这种外科手术机器人，它实际上通过一些仪器能够对人的一些病变进行检查，通过一个机械手就能够实现对人的某些部位进行手术，还包括遥操作机械手，以及多个医生可以在机器人共同参与下进行手术，包括机器人给大夫医生拿钳子、镊子或刀子来代替护士的工作，同时把照明能够自动的给医生的动作联系起来，医生的手到哪儿，照明就去哪儿，这样非常好的，一个医生的助手。

工业机器人是机器人的一种，它由操作机．控制器．伺服驱动系统和检测传感器装置构成，是一种仿人操作自动控制，可重复编程，能在三难空间完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备，特别适合于多品种，变批量柔性生产。它对稳定和提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件的快速更新换代起着十分重要作用。

广泛的应用工业机器人，可以逐步改善劳动条件，更强与可控的生产能力，加快产品更新换代。提高生产效率和保证产品质量，消除枯燥无味的工作，节约劳动力，提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险，提高机床，减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存，提高企业竞争力。

随着科技的不断进步，工业机器人的发展过程可分为三代，第—代，为示教再现型机器人，它主要由机器手控制器和示教盒组成，可按预先引导动作记录下信息重复再现执行，当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人，如有力觉触觉和视觉等，它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力，目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力，在工作环境改变的情况下，也能够成功地完成任务，它尚处于实验研究阶段。

美国是机器人的诞生地，早在1961年，美国的ConsolidedControlCorp和AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。经过40多年的发展，美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。

日本在1967年从美国引进第一台机器人，1976年以后，随着微电子的快速发展和市场需求急剧增加，日本当时劳动力显著不足，工业机器人在企业里受到了“救世主”般的欢迎，使其日本工业机器人得到快速发展，现在无论机器人的数量还是机器人的密度都位居世界第一，素有“机器人王国”之称。德国引进机器人的时间比英国和瑞典大约晚了五六年，但战争所导致的劳动力短缺，国民的技术水平较高等社会环境，却为工业机器人的发展、应用提供了有利条件。此外，在德国规定，对于一些危险、有毒、有害的工作岗位，必须以机器人来代替普通人的劳动。这为机器人的应用开拓了广泛的市场，并推动了工业机器人技术的发展。目前，德国工业机器人的总数占世界第二位，仅次于日本。

法国政府一直比较重视机器人技术，通过大力支持一系列研究计划，建立了一个完整的科学技术体系，使法国机器人的发展比较顺利。在政府组织的项目中，特别注重机器人基础技术方面的研究，把重点放在开展机器人的应用研究上。而由工业界支持开展应用和开发方面的工作，两者相辅相成，使机器人在法国企业界得以迅速发展和普及，从而使法国在国际工业机器人界拥有不可或缺的一席之地。

英国纪70年代末开始，推行并实施了一系措施列支持机器人发展的政策，使英国工业机器人起步比当今的机器人大国日本还要早，并曾经取得了早期的辉煌。然而，这时候政府对工业机器人实行了限制发展的错误。这个错误导致英国的机器人工业一蹶不振，在西欧几乎处于末位。近些年，意大利、瑞典、西班牙、芬兰、丹麦等国家由于自身国内机器人市场的大量需求，发展速度非常迅速。目前，国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奥地利的工GM公司。

我国工业机器人起步于20世纪70年代初期，经过30多年发展，大致经历了3个阶段：70年代萌芽期，80年代的开发期和90年代的应用化期。随着20世纪70年代世界科技快速发展，工业机器人的应用在世界掀起了一个高潮，在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。进入20世纪80年代后，随着改革开放的不断深入，在高技术浪潮的冲击下，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持，“七五”期间，国家投入资金，对工定机器人及零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷漆，点焊，弧焊和搬运机器人。，国家高技术研究发展计划开始实施，经过几年研究，取得了一大批科研成果。成功地研制出了一批特种机器人。

从2O世纪9O年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进了一大步，先后研制了点焊，弧焊，装配，喷漆，切割，搬运，码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批工业机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。但是与发达国家相比，我国工业机器人还有很大差距。随着工业机器人发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，工业机器人已在众多领域得到了应用。从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。在国防军事、医疗卫生、食品加工、生活服务等领域工业机器人的应用也越来越多。汽车制造是一个技术和资金高度密集的产业，也是工业机器人应用最广泛的行业，几乎占到整个工业机器人的一半以上。在我国，工业机器人最初也是应用于汽车和工程机械行业中。在汽车生产中工业机器人是一种主要的制动化设备，在整车及零部件生产的弧焊、点焊、喷涂、搬运、涂胶、冲压等工艺中大量使用。据预测我国正在进入汽车拥有率上升时期，在未来几年里，汽车仍将每年15％左右的速度增长。所以未来几年工业机器人的需求将会呈现出高速增长趋势，年增幅达到50％左右，工业机器人在我国汽车行业的应用将得到快速发展。

工业机器人除了在汽车行业的广泛应用，在电子，食品加工，非金属加工，日用消费品和木材家具加工等行业对工业机器人的需求也快速增长。在亚洲，2005年安装工业机器人72，600台，与2004年相比，增长了40％，而应用在电子行业的就占了31％左右。在欧洲地区，据统计2005年与2004年相l：tI业机器人在食品加工行业的应用增长了17％左右，在非金属加工行业的应用增长了20％左右，在日用品消费行业增长了32％，在木材家具加工行业增长了18％左右。工业机器人在石油方面也有广泛的应用，如海上石油钻井、采油平台、管道的检测、炼油厂、大型油罐和储罐的焊接等均可使用机器人来完成。在未来几年，传感技术，激光技术，工程网络技术将会被广泛应用在工业机器人工作领域，这些技术会使工业机器人的应用更为高效，高质，运行成本低。据预测，今后机器人将在医疗、保健、生物技术和产业、教育、救灾、海洋开发、机器维修、交通运输和农业水产等领域得到应用。

在我国，工业机器人市场份额大部分被国外工业机器人企业占据着。在国际强手面前，国内的工业机器人企业面临着相当大的竞争压力。如今我国正从一个“制造大国”向“制造强国”迈进，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战，对我国工业自动化的提高迫在眉睫，政府务必会加大对机器人的资金投入和政策支持，将会给工业机器人产业发展注入新的动力。拥有自主品牌“妖怪机器人”的莫士特科技公司致力于提供机器人主板和解决方案。

我们国家的这个方面也不甘落后，应该说继美国、俄国和法国之后，我们国家这个方面，也是走向了国际的前列，这是中科院沈阳自动化所开发和研制成功，水下六千米无缆自治水下机器人，那么这个机器人到水下六千米，能够无缆进行作业，这是刚被获得2000年我们国家十大科技成果之一，这个标志着我们国家在水下机器人这块，已经达到了国际先进水平，目前我们在863计划，在开发水下七千米的有载人潜器来对海洋进一步的开发和作业，这也是投了很大的财力和物力。

我们在空间机器人研究这块也有很大的发展。包括像欧洲十六国在联合空间计划，面向未来太空的这种太空舱这样一个整个计划，其中有一点就是空间机器人，它的主要意义在于开发宇宙，造福人类，创造人类新的家园，它主要的功能是在于科学考察，像空间生产和科学实验，卫星和航天器的维修和修理，以及空间建筑的装配，这几个应用，确实是必要的，比方说科学考察，如果对像地面的模拟一些物理和化学实验，不一定非得人在太空舱里边，因为人在太空舱里生存一天的费用，将近是一百万美金，而且也很危险，那么其实有些动作是很简单的，人通过在地面上，通过卫星进行控制机器人，再定期的完成某种预定的动作，实际是很简单的，还有包括像太空舱进行控制一些实验，一些开关、按钮、法兰简单的维修维护，都可以用机器人来完成，因为机器人有太阳能电池的话，那么机器人就能够生存，就能工作，通过上次我们刚才介绍机器人发展的应用，在不同领域的应用，也确实看到了机器人在工业、医疗、水下、空间、采掘、建筑、服务、娱乐、军事方面的应用，也的的确确看到，是由于应用带动了关键技术的发展，没有需求，机器人就不能发展，正是因为人们在认识自然改造自然过程中，需要各种各样的机器人，所以才促进了这项关键技术的发展，促进了机器人本身问题的发展，从另一个方面，由于关键技术的解决，以及应用的需求，就促进了机器人学本身的一个主题的发展，智能化，由原来的示教再现，发展成目前局部感知功能的第二代机器人，最终的目标，是不断地随着其它学科和先进技术的发展，使机器人内涵不断丰富，最终实现智能机器人这样一个主流。

机器人是人类的得力助手，能友好相处的可靠朋友，将来我们会看到人和机器人会存在一个空间里边，成为一个互相的助手和朋友。机器人会不会产生饭碗的问题。我们相信不会出现“机器人上岗，工人下岗”的局面，因为人们随着社会的发展，实际上把人们从繁重的体力和危险的环境中解放出来，使人们有更好的岗位去工作，去创造更好的精神财富和文化财富。

第二篇：外文翻译

当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤，违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。本文介绍了一个智能交通的系统的设计。该智能交通灯控制系统可以实现的功能有：对某市区的四个主要交通路口进行控制：个路口有固定的工作周期，并且在道路拥挤时中控制中心能改变其周期：对路口违章的机动车能够即时拍照，并提取车牌号。在世界范围内，一个以微电子技术，计算机和通信技术为先导的，一信息技术和信息产业为中心的信息革命方兴未艾。而计算机技术怎样 与实际应用更有效的结合并有效的发挥其作用是科学界最热门的话题，也是当今计算机应用中空前活跃的领域。本文主要从单片机的应用上来实现十字路口交通灯智能化的管理，用以控制过往车辆的正常运作。

研究交通的目的是为了优化运输，人流以及货流。由于道路使用者的不断增加，现有资源和基础设施有限，智能交通控制将成为一个非常重要的课题。但是，智能交通控制的应用还存在局限性。例如避免交通拥堵被认为是对环境和经济都有利的，但改善交通流也可能导致需求增加。交通仿真有几个不同的模型。在研究中，我们着重于微观模型，该模型能模仿单独车辆的行为，从而模仿动态的车辆组。

由于低效率的交通控制，汽车在城市交通中都经历过长时间的行进。采用先进的传感器和智能优化算法来优化交通灯控制系统，将会是非常有益的。优化交通灯开关，增加道路容量和流量，可以防止交通堵塞，交通信号灯控制是一个复杂的优化问题和几种智能算法的融合，如模糊逻辑，进化算法，和聚类算法已经在使用，试图解决这一问题，本文提出一种基于多代理聚类算法控制交通信号灯。

在我们的方法中，聚类算法与道路使用者的价值函数是用来确定每个交通灯的最优决策的，这项决定是基于所有道路使用者站在交通路口累积投票，通过估计每辆车的好处(或收益)来确定绿灯时间增益值与总时间是有差异的，它希望在它往返的时候等待，如果灯是红色，或者灯是绿色。等待，直到车辆到达目的地，通过有聚类算法的基础设施，最后经过监测车的监测。

我们对自己的聚类算法模型和其它使用绿灯模拟器的系统做了比较。绿灯模拟器是一个交通模拟器，监控交通流量统计，如平均等待时间，并测试不同的交通灯控制器。结果表明，在拥挤的交通条件下，聚类控制器性能优于其它所有测试的非自适应控制器，我们也测试理论上的平均等待时间，用以选择车辆通过市区的道路，并表明，道路使用者采用合作学习的方法可避免交通瓶颈。

本文安排如下：第2部分叙述如何建立交通模型，预测交通情况和控制交通。第3部分是就相关问题得出结论。第4部分说明了现在正在进一步研究的事实，并介绍了我们的新思想。

The times is a automation times nowadays,traffic light waits for much the industey equipment to go hand in hand with the computer under the control of.Therefore,a good traffic light controls system,will give road aspect such as being crowded,controlling against rules to give a technical improvement.With the fact that the large-scale integrated circuit and the computer art promptness develop,as well as artificial intelligence broad in the field of control technique applies,intelligence equipment has had very big development,the main current being that modern science and technology develops direction.The main body of a book is designed having introduccd a intelligence traffic light systematically.The function being intelligence traffic light navar’s turn to be able to come true has：The crossing carries out supervisory control on four main traffic of some downtown area;Every crossing has the fixed duty period,charges centrefor being able to change it’s period and in depending on a road when being crowded;The motro vehicle breaking rules and regulations to the crossing is able to take a photo immediately,abstracts and the vehicle shop sign.Within world range ,one uses the microelectronics technology,the computer and the technology communicating by letter are a guide’s,centering on IT and IT industry information revolution is in the ascendant.But,how,computer art applies more effective union and there is an effect’s brought it’s effect into play with reality is the most popular topic of scientific community,is also that computer applications is hit by the unparalleled active field nowadays.The main body of a book is applied up mainly from slicing machine’s only realizing intellectualized administration of crossroads traffic light,use operation in controlling the vehicular traffic regularity.Transportation research has the goal to optimize transportation flow of people and goods.As the number of road users constantly increases, and resources provided by current infras-tructures are limited, intelligent control of traffic will become a very important issue in thefuture.However, some limitations to the usage of intelligent tra?c control exist.Avoidingtraffic jams for example is thought to be beneficial to both environment and economy, butimproved traffic-flow may also lead to an increase in demand [Levinson, 2003].There are several models for traffic simulation.In our research we focus on microscopicmodels that model the behavior of individual vehicles, and thereby can simulate dynam-ics of groups of vehicles.Research has shown that such models yield realistic behavior[Nagel and Schreckenberg, 1992, Wahle and Schreckenberg, 2001].Cars in urban traffic can experience long travel times due to inefficient traffic light con-trol.Optimal control of traffic lights using sophisticated sensors and intelligent optimizationalgorithms might therefore bevery beneficial.Optimization of traffic light switching increasesroad capacity and traffic flow, and can prevent tra?c congestions.Traffic light control is acomplex optimization problem and several intelligent algorithms, such as fuzzy logic, evo-lutionary algorithms, and reinforcement learning(RL)have already been used in attemptsto solve it.In this paper we describe a model-based, multi-agent reinforcement learningalgorithm for controlling traffic lights.In our approach, reinforcement learning [Sutton and Barto, 1998, Kaelbling et al., 1996]with road-user-based value functions [Wiering, 2000] is used to determine optimal decisionsfor each traffic light.The decision is based on a cumulative vote of all road users standingfor a traffic junction, where each car votes using its estimated advantage(or gain)of settingits light to green.The gain-value is the difference between the total time it expects to waitduring the rest of its trip if the light for which it is currently standing is red, and if it is green.The waiting time until cars arrive at their destination is estimated by monitoring cars flowingthrough the infrastructure and using reinforcement learning(RL)algorithms.We compare the performance of our model-based RL method to that of other controllersusing the Green Light District simulator(GLD).GLD is a traffic simulator that allows usto design arbitrary infrastructures and traffic patterns, monitor traffic flow statistics such asaverage waiting times, and test different traffic light controllers.The experimental resultsshow that in crowded traffic, the RL controllers outperform all other tested non-adaptivecontrollers.We also test the use of the learned average waiting times for choosing routes of cars through the city(co-learning), and show that by using co-learning road users can avoidbottlenecks.

第三篇：外文翻译

设计一个位于十字路口的智能交通灯控制系统

摘要：本文模型使用模糊本体的交通灯控制域，并把它应用到控制孤立十字路口。本文最重要的目的之一是提出一个独立的可重复使用的交通灯控制模块。通过这种方式，增加软件的独立性和为其他的软件开发活动如测试和维护，提供了便利。专家对本体论进行手动的开发和评估。此外，交通数据提取和分类路口使用的人工神经网络的图像处理算法。根据预定义的XML架构，这种信息转化为XML实例映射到适合使用模糊推理引擎的模糊规则的模糊本体。把本系统的性能与其他类似的系统性能进行比较。比较结果显示：在所有的交通条件下，在每个周期中，对每辆车它有低得多的平均延迟时间与其他的控制系统相比。

关键词:模糊本体,智能代理,智能交通系统(ITS),交通信号灯控制(TLC),孤立的十字路口,图像处理,人工神经网络

1.引言

作为城市交通增加的结果,道路网络的能力有限和发展交通工具和方法的技术方面，许多实体，关系，情况和规则已经进入交通灯控制域和转化成为一个知识领域。这个领域的建模知识帮助交通代理和应用有效地管理关于实时条件下的交通。全面知识建模领域的一个最合适的方法是使用本体概念。“本体论是一个正式的、明确的一个共享的概念化的规范。以前的模型是基本的本体建设的基础，为下列建立一个共享的语义丰富的知识域。除了本体作为概念化的形式主义的重要性，它有可能超过所代表的数据。这种能力将提高有关性能的决定和其他非智能系统的功能特点。在近年来，本体论上的研究正成为一个新的热点话题在不同的活动，如人工智能，知识管理，语义网络，电子商务和几个其他应用领域。这些领域之一是智能交通系统。一些努力已制成这个通过展示和使用本体检测交通领域拥塞，管理非城市道路气象事件，驾驶阿德福—索里系统，共享和整合一个智能交通系统。本文的目的是介绍一个红绿灯有效控制孤立交叉口这方面的知识重用的控制本体。这种新的办法适用于智能代理使用知识决策模糊。该系统采用的图像来自安装了监控摄像机拍摄的路口。这些图像处理利用图像处理算法和神经网络的方法，然后发送到一个智能代理。第2节中，我们将简要地解释了在这项工作中运用的技术包括seman-TIC网络技术，智能代理技术和交通的回地面光控制方法。在第3节，新的系统架构是基于分层语义网络架构。第4节介绍交通灯控制的模糊本体的建设。第五节从路口提取的图像信息解释。在第6节，智能系统的运作被完整描述，最后在第7节对所提出的方法进行评估，对结论进行阐述。

2.背景

本节说明在这项工作中的应用技术包括语义网络技术，特别本体和模糊本体。此外，国家的交通灯控制的艺术方法是简要介绍。2.1.语义网络技术

语义网络被定义为当前Wed的延伸，这些网站的信息都给出明确的含义;使电脑与人更好的合作。有几层语义Web的建议源自伯纳斯滞后阶段。在此类别中的所有规则如表1所示。图.4显示输出模式的示意图。本次评选有助于智能系统，以确定下一步的阶段测序。

另一种模糊的规则类别涉及估计优化周期时间。这些规则的模糊变量是天气条件，时间，每天平均车辆拥堵情况。出于这个原因，60个模糊规则被定义了。从气象研究所取得气象条件。日期和时间也是在交通专家的知识的基础上以模糊变量形式预先定义的。图5显示日期，时间和周期时间的隶属函数。当天的参数是在日历基础上基于假期和正常的一天与周期时间量的关系预定义的。例如，假期期间的周期时间是较平日少。因此，平日的隶属度比假期多。

例如一个阶段选型的模糊规则如下所述：“如果一个路口的类型是四的方式，平均车辆拥堵低，平均行人拥堵是中等，然后相类型是简单的两阶段”。此外，为周期时间估计的模糊规则表示如下：“如果天气条件是晴天，时间是早晨，天是正常的，平均车辆拥堵是低，则周期时间短”。在此类别中的所有规则都列在附录A。

在此步骤结束时，应该对交通灯逻辑控制的项目的有效性进行评估。此功能是使用专家的意见。评价过程的主要目的是显示发展的本体和其相关的软件环境的用处。虽然所有的信息，尤其是交通灯控制规则已提取国际标准和科学交通文学，专家的知识优势是他们最后的正确性验证标准。所有模糊规则，包括优化周期时间和相位类型的规则，在这个过程中，准备以调查问卷形式和展现给一些专家包括从德黑兰警察局交通上校和两名来自德黑兰的交通组织工程师。由于德尔菲专家的意见，约有84％的淘汰型规则和优化周期时间的87％被接受。此外，所有交通逻辑控制的元素包括概念，关系，属性和公理都被这些专家进行了评估和验证。我们评估逻辑交通控制是基于理论知识的。在这个过程中进行了两项活动，包括检查的要求和能力的问题，并在目标应用环境测试本体。由于逻辑交通控制已建成的基础上，如指定要求优化循环时间，逐步淘汰型，交通的移动和优化绿灯时间，每个阶段的序列中，第一项活动是最好的结果。逻辑交通控制满足所有的交通灯控制的需求，并能回答的能力问题。绩效评估机制，可以支持这种说法。在部分实验结果我们验证了这一过程。

第四篇：外文翻译

中原工学院毕业设计（论文）译文

超声测距系统设计

原文出处：传感器文摘 布拉福德：1993年第13页

摘要：超声测距系统技校在工业场车辆导航水声工程等领域都具有了广泛的应用价值，目前已应用于物理测量，机器人自动导航以及空气中与水下的目标探测、识别定位等场合，因此，深入研究超声的探测理论和方法具有重要的实践意义，为了进一步提高测量的精确度，满足工程人员对测量精度测距量程和测距仪使用的要求，本文研制了一套基于单片机的使拱式超声测距系统。关键词：超声波 测距仪 单片机

1、前言

随着科技的发展，人们生活水平的提高，城市发展建设加快，城市给排水系统也有较大发展，其状况不断改善，但是，由于历史原因合成时间性的许多不可预见因素，城市给排水系统，特别是排水系统往往落后于城市建设，因此，经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来的困扰，因此箱的排污疏通对大城市给排水系统污水理，人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统，保证机器人在箱涵中自由排污疏通，是箱涵排水系统疏通机器人的设计研制的核心部分，控制系统核心部分就是超声波测仪的研制。因此，设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。

1.1课题背景

随着经济的发展与汽车科学技术的进步，公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。同时，随着汽车工业的飞速发展，汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理却相对落后，导致了交通事故与日剧增，城市里尤其突出。智能交通系统ITS是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术，它在充分发挥现有基础设施的潜力，提高运输效率，保障交通安全，缓解交通赌塞，改善城市环境等方面的卓越效能，已得到各国政府的广泛关注。中国政府也高度重视智能交通系统的研究开发与推广应用。汽车防撞系统作为ITS 发展的一个基础，它的成功与否对整个系统有着很大的作用。从传统上说，汽车的安全可以分为两个主要研究方向:一是主动式安全技术，即防止事故的发生，该种方式是目前汽车安全研究的最终目的;二是被动式安全技术，即事故发生后的乘员保护。目前汽车安全领域被动安全研究较多，主要从安全气囊、ABS(防抱死系统)和悬架等方面着手，以保证驾乘人员的安全。从经济性和安全性两方面来说，中原工学院毕业设计（论文）译文

这些被动安全措施是在事故发生时刻对车辆和人员进行保护，有很大的局限性，因而车辆的主动安全研究尤为重要，引出了本文研究的基于单片机的超声波测距系统。这个系统是一种可向司机预先发出视听语音信号的探测装置。它安装在汽车上，能探测企图接近车身的行人、车辆或周围障碍物;能向司机及乘员提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机采取应急措施来应付特殊险情，避免损失。

1.2 课题设计的意义

随着现代社会工业化程的发展，汽车这一交通工具正为越来越多的人所用，但是随之而来的问题也显而易见，那就是随着车辆的增多，交通事故的频繁发生，由此导致的人员伤亡和财产损失数目惊人。对于公路交通事故的分析表明，80%以上的车祸事由于驾驶员反应不及所引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞。奔驰汽车公司对各类交通事故的研究表明：若驾驶员能够提早1S 意识到有事故危险并采取相应的正确措施，则绝大多数的交通事故都可以避免。因此，大力研究开发如汽车防撞装置等主动式汽车辅助安全装置，减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用。显然，此类产品的研究开发具有极大的实现意义和广阔的应用前景。

1.3超声波测距在汽车上应用的介绍

超声波倒车测距仪(俗称电子眼)是汽车倒车防撞安全辅助装置，能以声音或者更为直观的数字形式动态显示周围障碍物的情况。其较早的产品是用蜂鸣器报警，蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。后继的产品可以显示车后障碍物离车体的距离。其大多数产品探测范围在0.4～1.5m，有的产品能达到0.35～2.5m，并有距离显示、声响报警、区域警示和方位指示，有些产品还具备开机自检功能。目前市场上还出现了具有语音报警功能的产品。这些产品存在的主要问题是测量盲区大，报警滞后，未考虑汽车制动时的惯性因素，使驾驶者制动滞后，抗干扰能力不强，误报也较多。汽车防撞雷达之所以能实现防撞报警功能，主要有超声波这把无形尺子, 它测量最近障碍物的距离, 并告诉给车主。其实超声测距原理简单: 它发射超声波并接收反射回波, 通过单片机计数器获得两者时间差t, 利用公式S=Ct/2计算距离, 其中S为汽车与障碍物之间的距离, C为声波在介质中的传播速度。

本文介绍的超声测距系统共有2只超声波换能器(俗称探头),分别布置在汽车的后左、后右2个位置上。能检测前进和倒车方向障碍物距离, 通过后视镜内置的

中原工学院毕业设计（论文）译文

显示单元显示距离和方位, 发出一定的声响, 起到提示和警戒的作用。系统采用一片STC89C52单片机对两路超声波信号进行循环采集。超声波是指频率高于20HHZ的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理一般采用渡越时间法。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离。测量距离的方法有很多种，短距离的可以用尺，远距离的有激光测距等，超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。超声波发生器可以分为两类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。本设计属于近距离测量，可以采用常用的压电式超声波换能器来实现触发单元。

利用超声波测距的工作，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔，从而达到测量距离的作用。其主要有三种测距方法：

（1）相位检测法，相位检测法虽然精度高，但检测范围有限；

（2）声波幅值检测法，声波幅值检测法易受反射波的影响；

（3）渡越时间检测法，渡越时间检测法的工作方式简单，直观，在硬件控制和软件设计上都非常容易实现。其原理为：检测从发射传感器发射超声波，经气体介质传播到接收传感器的时间，这个时间就是渡越时间。本设计的超声波测距就是使用了渡越时间检测法。在移动车辆中应用的超声波传感器，是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性（纵波），通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收的时间差和传播速度，计算传播距离，从而得到障碍物到车辆的距离。

中原工学院毕业设计（论文）译文 超声波测距原理

2.1 压电式超声波发生器原理

压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两极板间未加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片做振动，将机械能转换为电信号，这是它就成为超声波接收器了。

测量脉冲到达时间的传统方法是以拥有固定参数的接收信号开端为基础的。这个信号恰恰选于噪音水平之上，然而脉冲到达时间被定义为脉冲信号刚好超过界限的第一时刻。一个物体的脉冲强度很大程度上取决于这个物体的自然属性尺寸还有它与传感器的距离。进一步说，从脉冲起始点到刚好超过界限之间的时间段随着脉冲的强度而改变。结果，一种错误便出现了——两个拥有不同强度的脉冲在不同时间超过界限却在同一时刻到达。强度较强的脉冲会比强度较弱的脉冲超过界限的时间早点，因此我们会认为强度较强的脉冲属于较近的物体。

2.2 超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距离障碍物的距离(s)，即：s=340t/2

中原工学院毕业设计（论文）译文

3、超声波测距系统的电路设计

系统的特点是利用单片机控制超声波的发射和超声波自发射至接受往返时间的计时，单片机选用C51，经济易用，且片内有4K的ROM，便于编程。电路的原理如图1所示。

图1 电路原理图

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3.1 40kHz脉冲的产生与超声波发射

测距系统中的超声波传感器采用UCM40的压电陶瓷，它的工作电压是40kHz的脉冲信号，这由单片机执行下面的程序来产生。puzel：mov 14h，#12h

here： cp1.0；

nop；

nop；

nop；

djnz 14h，here；

Ret

前方测距电路的输出端接单片机P1.0端口，单片机执行上面的程序后，在P1.0端口输出一个40khz的脉冲信号，经过三极管T放大，驱动超声波发射头UCM40T，发出40khz的脉冲超声波，且持续发射200ms。右侧合作侧测距电路的输入端分别接P1.1和P1.2端口，工作原理和前方测距电路相同。

超声波发射持续200ms 输出40kHz方波

3.2 超声波的接收与处理

接收头采用与发射头配对的UCM40R，将超声波调制脉冲变为电压信号，经运算放大器ic1a和ic1b两级放大后加至IC2,。IC2是带有锁定环的音频译码集成块LM567，内部压控振荡器的中心频率f0=1/1.1R8C3，电容C4决定其带宽。调节R8在发射的载频上，则LM567输入信号大于25mv，输出端8脚由5由高电平跃变为低电平，作为中断请求信号，送至单片机处理。

前方测距电路的输出端接至单片机INT0端口，中断优先级最高，左、右测距电路的输出通过与门IC3A的输出接单片机的INT1端口，同时单片机P1.3和P1.4接到IC3A的输入端，中断源的识别由程序查询来处理，中断优先级为先右后左。部分源程序如下： receive1：push psw

push acc

clr ex1；关中断源1

jnb p1.1，right;P1.1引脚为0，转至右侧距电路中断服务程序

jnb p1.2,left;P1.2 引脚为0，转至左测距中断电路服务程序 returne：SETB EX1；

开外部中断1

pop acc

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pop psw

reti right：

...；

右测距电路中断服务程序入口

ajmp return

left：

...；

左测距电路中断服务程序入口

ajmp return

3.3 计算超声波传播时间

在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能，记录超声波发射的时间和受到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接受电路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。其部分源程序如下：

RECEIVEO: PUSH PSW

PUSH ACC CLR EX0;

关外部中断0 读取时间值

MOV R7,TH0;MOV R6,TL0 CLR C MOV A,R6 SUBB A,#0BBH;MOV 31H,A;MOV A,R7 SUBB A,#3CH MOV 30H,A SETB EX0;POP ACC

POP PSW

RETI 对于一个平坦的目标，测量距离包括两个阶段：粗糙的测量和精细的测量。第一步：脉冲的传送产生一种简单的超声波

第二步：根据公式改变回波放大器的获得量直到回拨被检测到。第三步：检测两种回波的振幅与过零时间。

计算时间值 存储结果

开外部中断0

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第四步：设置回波放大器的所得规格输出，假定是3v。通过脉冲的周期设置下一个脉冲。根据第二部的数据设定时间窗。

第五步：发射两窜脉冲产生干扰波。测量过零时间与回波振幅。如果逆向发生在回波中，决定要不通过在低气压插入振幅。

第六步：通过公式计算距离y。

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4、超声波测距系统的软件设计

软件分为俩部分，主程序和中断服务程序。主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。定时中断服务子程序完成三方向超声波的轮流发射，外部中断服务子程序主要完成时间值的读取、距离计算、结果的输出等工作。

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5、结论

对所要求测量范围30cm-200cm内的平面物体做了多次测量发现，其最大误差为1.5cm，且重复性好。可见基于单片机设计的超声波测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点。因此，它不仅可用于移动机器人，还可以用在其他检测系统中。

思考：至于为什么不用接收管做放大电路，因为放大倍数搞不好，集成放大电路，还带自动电平增益控制，放大倍数为76db，中心频率是38k到40k，刚好是超声波传感器的谐振频率。

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参考文献

1.Fox，J.D.，Khuri-Yakub，B.T.and Kino，G.S.，“High Frequency Acoustic Wave Measurement in Air”，in Proceedings of IEEE 1983 Ultrasonic Symposium，October 31-2 November，1983，Atlanta，GA，pp.581-4.2.Martin Abreu，J.M.，Ceres,R.And Freire,T.,“Ultrasonic Ranging: Envelope Analysis Gives Improved Accuracy”,Sensor Review, Vol.12 No.1,1992,pp.17-21.3.Parrilla， M., Anaya,J.J and Fritsch C.,‖Digital Signal Processing Techniques for High Accuracy Ultrasonic Range Measurement:,IEEE Transactions: Instrumentation and Measurement.Vol.40 No.4, August 1991,pp.750-63.4.Canali, C., Cicco, G.D., Mortem, B., Prudenziati, M., and Taron, A., ―A Temperature Compensated Ultrasonic Sensor Operating in Air for Distance and Proxinmity Measurement‖, IEEE Trasaction on Industry Electronics, Vol, IE-29 No.4,1982, pp.336-41.5.Martin, J.M., Ceres, R., Calderon, L and Freire, T., ‖Ultrasonic Ranging Gets Themal Correction‖, Sensor Review, Vol, 9 No.3, 1989,pp.153-5.中原工学院毕业设计（论文）译文

Ultrasonic ranging system design Publication title: Sensor Review.Bradford:1993.Vol.13 ABSTRACT: Ultrasonic ranging technology has wide using worth in many field, such as the industrial locale, vehicle navigation and sonar engineering.Now it has been used in level measurement, self-guided autonomous vehicles, fieldwork robots automotive navigation, air and underwater target detection, identification ,location and so on.So there is an important practicing meaning to learn the ranging theory and ways deeply.To improve the precision of the ultrasonic ranging system in hand, satisfy the request of the engineering personal for the precision,the bound and the usage, a portable ultrasonic ranging system based on the single chip processor was developed.Keywords: Ultrasound r, Ranging System, Single Chip Processor

1.Introductive With the development of science and technology, the improvement of people’s standard of living, speeding up the development and construction of the city.Urban drainage system have greatly developed their situation is constantly improving.However, due to historical reasons many unpredictable factors in the synthesis of her time, the city drainage system.In particular drainage system often lags behind urban construction.Therefore, there are often good building excavation has been building facilities to upgrade the drainage system phenomenon.It brought to the city sewage, and it is clear to the city sewage and drainage culvert in the sewage treatment system.Confort is very important to people’s lives.Mobile robots designed to clear the drainage culvert and the automatic control system Free sewage culvert clear guarantee robot, the robot is designed to clear the culvert sewage to the core.Control System is the core component of the development of ultrasonic range finder.Therefore, it is very important to design a good ultrasonic range finder.1.1 subject background

With the development of economy and car scientific and technological progress, highway traffic presents driving fast pace, traffic dense is changed and the driver not professional trend.At the same time, along with the rapid development of auto industry, automobile yield and quantities are increased dramatically.But road development，中原工学院毕业设计（论文）译文

transportation management is relatively backward, leading to a large number of traffic accidents in some cities, especially prominent.Intelligent transportation system in the world, ITS transportation science and technology of advanced technology, ITS exerting existing infrastructure of potential, enhance the transport efficiency, safeguard traffic safety and ease traffic wager plug, improving urban environment aspects of outstanding performance, has received the governments of widespread concern.The Chinese government is also highly intelligent transportation system of the development and popularization applications.The automotive anti-collision system as ITS development of a base, ITS success to the whole system has a very significant role.Traditionally, auto safety said can be divided into two main research direction: first,it is active safety technology, including the prevention of accidents, the way is now automotive safety research ultimate purpose;second, it is passive safety technique, namely the occupant protection after the accident.Now automotive safety field passive safety more research, mainly from the airbag, ABS(antilock brakes)and suspension from the aspects such as to ensure safety of personnel rides.From the economic and safety two ways, these passive safety measures is the accident of vehicle and personnel moments protection, with great limitations, thus vehicle active safety research is particularly important, leads to a of this study is based on single chip ultrasonic ranging system.This system is a kind of can advance to the driver issued audio-visual speech signal detection devices.It is installed in cars that can detect trying to approach the body of a car pedestrians and vehicles or around obstacles, Can send to the driver and crew imminent danger ahead of the signal, prompting a crash drivers take emergency measures to cope with special danger, avoid the loss.1.2 question design significance

Along with the development of modern society industrialization process, car this traffic tools are used for more and more people, but any problem has obvious that along with the increase in vehicles, traffic accident, which led to the frequent occurrence of casualties and property losses number astonishing.For highway traffic accident analysis showed that more than 80% of the accident due to the driver reaction inferior things, caused more than 65% of vehicle collision, the rest belongs to tracing cauda collided belongs to the side collision.Mercedes-benz Automobile Company for all kinds of traffic accident research shows that: if the driver can early 1S are aware

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that a accident risk and take the appropriate corrective measures, the overwhelming majority of traffic accidents can be avoided.Therefore, vigorously research and development as the automotive anti-collision device etc active car auxiliary safe device, reduce the burden and misjudgments drivers to improve the traffic safety will play an important role.Obviously, this kind of product research and development has great realize meaning and broad application prospects.1.3 Ultrasonic ranging in automotive applications introduced

Ultrasonic back-draft rangefinder(known as electron optics)automotive anti-collision reversing device, can safe adjunct to sound or more intuitive digital form the dynamic display of around obstacles.Its earlier products is to use buzzer alarm, hum more anxious, and says vehicles from obstructions closer.Subsequent product can display the car from the body after the obstacles distance.Most of its products detection range in 0.4 ~ 1.5 m, some product can achieve 0.35 ~ 2.5 m, and have distance display, sound alarm, area-warning and azimuth instructions, some products also has the boot self-checking function.Still appeared on the market at present with voice alarm function of products.These products are the main problem is big, alarm measuring blind area lags behind, without considering the automobile braking inertial factors and make drivers brake lag, the anti-interference ability is not strong, misstatement or more.The automotive anti-collision radar is able to realize impact-proof alarm functions, basically have ultrasonic this intangible ruler, it recently obstacles distance measurement, and told to the owner.Actually ultrasonic range-finding principle simple: it emit ultrasonic echo, and receive reflected by microcontroller counter obtain both lag using formula S = t, Ct / 2 calculating distances, including S for cars and obstacles, C for the distance between the sound wave propagation in the medium speed.This paper introduces the ultrasonic ranging system only have 2 ultrasonic transducer(known as probe)respectively, decorate in cars left and right after after 2 position.Capable of detecting forward and reverse direction obstacle distance, the rearview mirror built-in display element display distance and direction, issued must be sound, plays the role of hints and alert.System USES a STC89C52 SCM two way ultrasonic signal cyclicly acquisition.Ultrasonic refers to the 20HHZ wave frequency is over.In order to use the ultrasonic detection means, must generate as ultrasonic wave and receiving damnation.Complete the functions of the device is called the

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ultrasonic sensor, habit, ultrasonic transducer or ultrasonic probe.Ultrasonic sensors have both transmitters and receivers, but a ultrasonic sensors can also has the sending and receiving the sound waves of the dual role.Ultrasonic sensors is using the principle of piezoelectric effect and ultrasonic energy conversion, be in namely emit ultrasonic, energy conversion, launch ultrasonic, And in the stockades, received echo ultrasonic vibration into electrical signal.Ultrasonic ranging principle generally USES the time method for the crossing.First measured ultrasonic from the launch to meet obstacles returns experience of time, again multiply ultrasonic speed of get twice the distance between the sound source and obstacles.Measuring distance a variety of ways, short can use ruler, long-range laser displacement etc, are suitable for high accuracy of ultrasonic ranging in long distance measurement.Because of ultrasound in standard air of propagation speed 331.45 meters per second, by single-chip microcomputer is responsible for timing, SCM use 12.0 M crystals, so the system of measurement precision theory can achieve mm level.Because of ultrasonic directivity strong, energy consumption is slow, in a medium transmission distance, thus ultrasonic can be used for distance measurement.Using ultrasonic detection distance, the design is more convenient, computing procese also relatively simple, and the measurement precision can also meet the requirements.Ultrasonic generator can be divided into two kinds: one kind is to use electrical means producing ultrasonic, one kind is with mechanical approach to producing ultrasonic.This design belongs to nearly distance measurement, can use commonly used the piezoelectric ultrasonic transducer to achieve trigger unit.Using ultrasonic ranging work, can according to measuring launch reflection wave wave and the time interval between the measured distance, so as to achieve the effect.It mainly have three ranging methods:

(1)phase assay, phase assays high precision, but detection though limited range，(2)sound amplitude assay, acoustic amplitude assay vulnerable reflection wave influence;

(3)ferrying more time assay, crossing the time assay way of working is simple, intuitive, in hardware control and software design are very easy to implement.Its principle is: from the launch emit ultrasonic detection sensor, the gas medium spread to receive sensor of time, this time is crossing the more time.This design is the use of ultrasonic ranging the crossing the time assay.In the mobile vehicles of the application 15

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of ultrasonic sensor is the use of ultrasound in air of directional spread and solid reflective characteristics(p-wave)and by receiving their launch ultrasonic reflecting signal, according to the ultrasonic issued and echo receiving the Windows and propagation speed, calculate transmission distance, thus obtains the obstacles to vehicle distance.中原工学院毕业设计（论文）译文

2.A principle of ultrasonic distance measurement

2.1 the principle of piezoelectric ultrasonic generator

Piezoelectric ultrasonic generator is the use of piezoelectric crystal resonators to work.Ultrasonic generator, the internal structure as shown, it has two piezoelectric chip and a resonance plate.When it’s two plus pulse signal, the frequency equal to the intrinsic piezoelectric oscillation frequency chip, the chip will happen piezoelectric resonance, and promote the development of plate vibration resonance, ultrasound is generated.Conversely, if the two are not inter-electrode voltage, when the board received ultrasonic resonance, it will be for vibration suppression, then it becomes the ultrasonic receiver.The traditional way to determine the moment of the echo’s arrival is based on thresholding the received signal with a fixed reference.The threshold is chosen well above the noise level, whereas the moment of arrival of an echo is defined as the first moment the echo signal surpasses that threshold.The intensity of an echo reflecting from an object strongly depends on the object’s nature, size and distance from the sensor.Further, the time interval from the echo’s starting point to the moment when it surpasses the threshold changes with the different intensities arriving exactly at the same tome will surpass the threshold at different moments.The stronger one will surpass the threshold earlier than the weaker, so it will be considered as belonging to a nearer object.2.2 The principle of ultrasonic distance measurement Ultrasonic transmitter in a direction to launch ultrasound, in the moment to launch the beginning of time at the same time, the spread of ultrasound in the air, obstracles on his way to return immediately, the ultrasonic reflected wave wave received by the reveiver immediately stop the clock.Ultrasonic in the air as the propagation velocity of 340m/s, according to the timer records the time t, we can calculate the distance between the launch distance barrier(s), that is:s=340t/2

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3.Ultrasonic Ranging System for the Second Circuit Design

System is characterized by single-chip microcomputer to control the use of ultrasonic transmitter and ultrasonic receiver since the launch from time to time, single-chip selection of 8751,economic-to –use, and the chip has 4K of ROM, to facilitate programming.Circuit schematic diagram shown in Figure 1.Figure 1 circuit principle diagram

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3.1 40 kHz ultrasonic pulse generated with the launch

Ranging system using the ultrasonic sensor of piezoelectric sensors UCM40, its operating voltage of the pulse signal is 40kHz, which by the single-chip implementation of the following procedures to generate.Puzel:mov 14h,# 12h;ultrasonic firing continued 200ms here:cpl pl.0;output 40 kHz square wave

nop;

nop;nop;djnz 14h, here;ret Ranging in front of single-chip termination circuit P1.0 input port, single chip implementation of the above procedure, the P1.0 port in a 40kHz pulze output signal, after amplification transistor T, the drive to launch the first ultrasonic UCM40T, issued 40kHz ultrasonic pulse, and the continued launch of 200ms.Ranging the right and the left side of the circuit, respectively, then input port P1.1 and P1.2, the working principle and circuit in front of the same location.3.2 Reception and processing of ultrasonic

Used to receive the first launch of the first pair UCM40R, the ultrasonic pulse modulation signal into an alternating voltage, the op-amp amplification IC1A and after polarization IC1B to IC2.IC2 is locked loop with audio decoder chip LM567, internal voltage-controlled oscillator center frequency of f0=1/1.1R8C3, capacitor C4 determine their target bandwidth.R8-conditioning in the launch of the carrier frequency on the LM567 input signal is greater than 25Mv, the output from the high jump 8 feet into a low-level, as interrupt request signals to the single-chip processing.Ranging in front of single-chip termination circuit port INT0 interrupt the highest priority, right or left location of the output circuit with output gete IC3A access INT1 port single-chip, while single-chip P1.3 and P1.4 received input IC3A, interrupted by the process to identify the source code is as follows: receivel:

push psw

push ace

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cir ex1: related external interrupt 1

jnb p1.1, right;P1.1 pin to 0, ranging from right to interrupt service rountine circuit

jnb p1.2, left;P1.2 pin to 0, to the left ranging circuit

interrupt service routine return:SETB EX1;open external interrupt 1

pop

acc pop

psw reti right:…;right location entrance circuit interrupt service rountine

Ajmp Return left:…;left Ranging entrance circuit interrupt service rountine

Ajmp Return

3.3 The calculation of ultrasonic propagation time

When you start firing at the same time start the single-chip circuitry within the timer T0, the use of timer counting function records the time and the launch of ultrasonic reflected wave received time when you receive the ultrasonic reflected wave, the receiver circuit outputs a negative jump in the end of INT0 or INT1 interrupt request generates a signal, single-chip microcomputer in response to external interrupt request, the implementation of the external interrupt service subroutine, read the time difference, calculating the distance.Some of its source is as follows: RECEIVE0: PUSH PSW PUSH ACC CLR EX0;related external interrupt 0 MOV R7, TH0;read the time value MOV R6, TL0 CLR C MOV A, R6 SUBB A,#0BBH;calculate the tome difference MOV 31H, A;storage results MOV A, R7 SUBB A,#3CH

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MOV 30H,A SETB EX0;open external interrupt 0 POP ACC POP PAW RETI For a flat target, a distance measurement consists of two phases: a coarse measurement and, a fine measurement: Step 1: Transmission of one pulse train to produce a simple ultrasonic

Wave.Step 2: Changing the gain of both echo amplifiers according to equation，until the echo is detected.Step 3:detection of te amplitudes anf zero-crossing times of both echoes.Step 4:setting the gains of both echo amplifiers to normalize the output at, say 3 volts.Setting the period of the next pulses according to the: period of echoes.Setting the time window according to the data of step 2.Step 5:sending two pulse trains to produce an interfered wave.Testing the zero-crossing in the echo,detemine to otherwise calculate to by interpolation using the amplitudes near the trough.Derive t sub ml and t sub m2.Step6: Calculation of the distance y using equation.中原工学院毕业设计（论文）译文

4.The ultrasonic ranging system software design

Software is divided into two parts, the main program and interrupt service routine.Completion of the work of the main program is initialized, each sequence of ultrasonic transmitting and receiving control.Tnterrupt service routines from time to complete three of the rotation direction of ultrasonic launch, the main external interrupt service subroutine to resd the value of completion time, distance calculation, the results of the output and so on.中原工学院毕业设计（论文）译文

5.Conclusions

Required measuring range of 30cm~200cm objects inside the plane to do a number of measurements found that the maximum error is 0.5cm, and good reproducibility.Single-chip design can be seen on the ultrasonic ranging system has a hardware structure is simple, reliable, small features such as measurement error.Therefore, it can be used not only for mobile robot can be used in other detection systems.Thoughts: As for why the receiver do not have the transistor amplifier circuit, because the magnification well, integrated amplifier, but also with automatic gain control level, magnification to 76dB, the center frequency is 38k to 40k, is exactly resonant ultrasonic sensors frequency.中原工学院毕业设计（论文）译文

REFERENCES 1.Fox,J.D.,Khuri-Yakub, B.T.and Kino, G.S., ‖High Frequency Acoustic Wave Measurement in Air‖, in Proceedings of IEEE 1983 Ultrasonic Symposium, October 31-2 November, 1983, Atlanta, GA, pp.581-4.2.Martin Abreu,J.M.,Ceres,R.and Freire, T.,‖Ultrasonic Ranging: Envelope Analysis Gives Improved Accuracy‖, Sensor Review, Vol.12No.1,1992, pp.17-21.3.Parrilla， M., Anaya,J.J and Fritsch C.,‖Digital Signal Processing Techniques for High Accuracy Ultrasonic Range Measurement:,IEEE Transactions: Instrumentation and Measurement.Vol.40 No.4, August 1991,pp.750-63.4.Canali, C., Cicco, G.D., Mortem, B., Prudenziati, M., and Taron, A., ―A Temperature Compensated Ultrasonic Sensor Operating in Air for Distance and Proxinmity Measurement‖, IEEE Trasaction on Industry Electronics, Vol, IE-29 No.4,1982, pp.336-41.5.Martin, J.M., Ceres, R., Calderon, L and Freire, T., ‖Ultrasonic Ranging Gets Themal Correction‖, Sensor Review, Vol, 9 No.3, 1989,pp.153-5.24

第五篇：外文翻译

Low Voltage Flyback DC-DC Converter For

Power Supply Applications Hangzhou Liu1, John Elmes2, Kejiu Zhang1, Thomas X.Wu1, Issa Batarseh1

Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Central Florida, Orlando, FL 32816, USA Advanced Power Electronics Corporation, Orlando, FL 32826, USA Abstract ：In this paper, we design a low voltage DC-DC converter with a flyback transformer.The converter will be used as a biased power supply to drive IGBTs.The flyback transformer using planar EI-core is designed and simulated using ANSYS PExprt software.Besides, anLT3574 IC chip from Linear Technology has been chosen for converter control.Finally, the converter modeling and simulation are presented and PCB layout is designed.Keywords：Flyback, anLT3574IC, PCB

I.INTRODUCTION The goal of this project is to develop and build a prototype of a high-efficiency, high-temperature isolated DC-DC converter to be used as a biased power supply for driving a complementary IGBT pair.It is important that the converter can deliver the required power at an ambient temperature of up to 100℃;therefore it has to be efficient so that its components do not exceed their maximum temperature ratings.The final converter will be completely sealed and potted in a metal case.The input voltage range for this converter is from 9V to 36V.The output sides have two terminals, one is﹢16V and the other one is﹣6V.In order to get the desired performance, anLT3574 IC chip from Linear Technology is used.The key to this design is the flyback transformer.The transformer using planar EI-core is designed and simulated using ANSYS PExprt software.Finally, the PCB layout of the converter will be presented.II.KEY DESIGN OUTLINE For this flyback topology, the output voltage can be determined by both the transformer turns ratio and the flyback loop resistor pairs.Therefore, at the initial design stage, we can choose a convenient turn’s ratio for the transformer, and modify it later on if necessary to make sure the output performance is desirable and the transformer will not saturate [1].The relationship between transformers turns ratio and duty cycle can be found as

Where n is the transformer turns ratio, D is the duty cycle, VO` is the sum of the output voltage plus the rectifier drop voltage, VIN is the input voltage of the transformer.The value of feedback resistor can be calculated as

Where RREF is the reference resistor, whose value is typically 6.04kΩ;α is a constant of 0.986;VBG is the internal band gap reference voltage, 1.23V;and VTC is normally 0.55V [1].With a specific IC chosen, the converter circuit can be designed based on a demo circuit and some parameters may need to be modified if necessary to optimize the performance.Furthermore, in LT Spice, a large number of simulations need to be done with different conditions such as load resistor values and input voltage levels.It is important to make sure that the output voltage can be regulated well with all these different conditions.The most critical part of the design is the flyback transformer.With high switching frequency, the AC resistance can only be estimated based on some traditional methods such as Dowell’s curve rule [2].In order to get more accurate values of AC resistance values;we propose to use finite element electromagnetic software ANSYS PExprt to do the design [3].At the initial design stage, key parameters such as the worst-case input voltage, frequency, material, inductance values will be decided.After that, these data will be imported to the software, from which an optimized solution will be generated.III.CONVERTER SIMULATION RESULTS We choose LT3574 chip in this design.From the simulation results in Figure 1 and Table 1, it clearly shows that the output voltages which are﹢16V and-6V respectively can be regulated pretty well with the input voltage range from 9V to 36V.The voltage tolerance ranges are from ﹢15V to ﹢19V and-12V toDC converter for low voltage power supply application has been designed.The modeling and simulation results are presented.Based on the design specifications, a suitable IC from Linear Technology is chosen.A large amount of circuit simulations with different conditions such as load resistor values and input voltage levels are presented to get the desirable output voltage and current performance.The transformer has been designed including electrical, mechanical and thermal properties.With all the specific components decided, the PCB layout of the converter has been designed as well.REFERENCE

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