[实用新型]通用型移动平台的超声波障碍物检测装置

说明书

技术领域

属于机器人传感器技术领域。

背景技术

移动机器人虽然没有在普通家庭内广泛应用，但是在博物馆，展览馆，机场以及一些具有危险性的工业场所已经开始应用。由于移动机器人需要在自己的工作范围内移动，因此障碍物检测对于移动机器人至关重要。

目前，存在两种方式进行障碍物检测：超声波测距技术和红外测距技术。红外线检测主要是通过检测反射回来的红外线能量来计算距离；超声波测距是通过测量超声波在障碍物与检测探头之间的传播时间来计算距离。红外检测技术具有反应速度快，无危害，价格低廉的特点，但是对于深色材质的障碍物，由于红外光能量被大量吸收，反射红外光能量很小，检测往往会失败。而超声波进行障碍物检测具有许多有点，比如不受障碍物表面颜色的影响，同时覆盖范围广，在半个圆周的范围内可以设置较少的探头。

发明内容

本实用新型采用检测超声波的渡越时间方法测量障碍物距离，为通用型移动平台提供一种结构简单，价格低廉，性能可靠，易于实现的解决方案。

本实用新型采取的技术方案：

通用型移动平台的超声波障碍物检测装置，包含能执行数据采集算法的单片机1，发射路选电路，信号发射阵列，信号接收阵列，接收路选电路，信号处理电路，所述的单片机1，通过软件算法产生方波信号2；

所述的发射路选电路，包括与所述方波信号2连接的电阻R0，与所述电阻R0连接的模拟多路开关3，所述模拟多路开关3连接所述单片机1的控制信号，将所述方波信号2输出给所述的信号发射阵列；

所述的信号发射阵列，包括一个或多个超声波发射探头，所述的超声波发射探头的正极连接所述的模拟多路开关3的模拟通道，负极接地，所述的超声波发射探头的正负极并联一个电阻；

所述的信号接收阵列，包括一个或多个超声波接收探头，所述的超声波接收探头的负极接地，正极连接所述的接收路选电路；

所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收阵列连接的模拟多路开关21，所述模拟多路开关21连接所述的单片机1的控制信号，将所述信号接收阵列的模拟信号输送到所述模拟多路开关21的公共端，所述模拟多路开关21的公共端与一端接地的电阻R9连接；

所述的信号处理电路，包括与所述的模拟多路开关21的公共端连接的两级放大滤波电路22，与所述的两级放大滤波电路22连接的积分电路23，以及与所述的积分电路23连接的比较器电路24，所述的比较器电路24的输出连接所述的单片机1的端口，还包括参考电压发生器25。

所述的发射路选电路，可以设置一个或多个模拟多路开关。

所述的接收路选电路，可以设置一个或多个模拟多路开关。

实施本实用新型的积极效果是检测超声波的渡越时间方法测量障碍物距离，电路结构简单，工作可靠，性能稳定，通过精心设计减少了电路器件，降低成本。

                        附图说明

图1是超声波障碍物检测装置的原理图框图；

图2是超声波障碍物检测装置的发射路选电路原理图；

图3是超声波障碍物检测装置的信号发射电路原理图；

图4是超声波障碍物检测装置的接收路选电路原理图；

图5是超声波障碍物检测装置的信号接收电路原理图；

图6是超声波障碍物检测装置的信号处理电路原理图。 

                       具体实施方式

参照图1－6，通用型移动平台的超声波障碍物检测装置，包含能执行数据采集算法的单片机1，发射路选电路，信号发射阵列，信号接收阵列，接收路选电路，信号处理电路。

所述的单片机1，通过软件算法产生方波信号2。

所述的发射路选电路，包括与所述方波信号2连接的电阻R0，与所述电阻R0连接的模拟多路开关3，所述的模拟多路开关3连接所述的单片机1的通道选择信号A0、A1、A2和使能信号SEN。当使能信号SEN为低电平时，改变通道选择信号A0、A1、A2的数值，可以将方波信号2分别输送给模拟通道X0、X1、…、X7。

所述信号发射阵列，包括一个或多个超声波发射探头，所述的超声波发射探头的正极接所述模拟多路开关3的模拟通道X0、X1、…、X7，负极接地。以超声波发射探头4为例，电阻R1并联在超声波发射探头4的正负极，超声波发射探头4负极接地，正极连接模拟多路开关3的模拟通道X0。