[实用新型]导游机器人的多路超声波障碍物检测装置

说明书

属传感器技术与移动机器人控制技术领域。

移动机器人相对工业机器人来说还存在很多没有攻克的技术难题，比如环境适应性，自定位，智能人机交互等。这些问题阻碍着移动机器人的广泛应用。但是在一些特殊的场合，比如展览馆、博物馆等场所，人员并不密集，场地环境不复杂并且规整，移动机器人可以做一些简单固定的引导工作。为了完成这项工作，需要移动机器人能够完成环境地图建立，路径规划，障碍物检测以及简单的人机交互。

其中，对于障碍物检测，除了安装执行机器视觉功能的摄像机系统，还需要借助传统障碍物检测手段，针对因为颜色、视角或者尺寸原因导致机器视觉功能失效的情况。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。

本专利采用检测超声波的渡越时间方法测量障碍物距离，为导游机器人的障碍物检测提供一种结构简单，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：

导游机器人的多路超声波障碍物检测装置，包含进行集中控制的单片机，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号调理电路。所述的发射路选电路，包括与所述的单片机的端口1连接的第一反相器，所述的第一反相器的输出端与第一模拟多路开关和第二反相器连接，所述的第二反相器与第二模拟多路开关连接，所述的第一模拟多路开关和第二模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号；

所述的信号发射电路，包括至少一个超声波发射传感器，所述的超声波发射传感器的正极连接所述的第一模拟多路开关的模拟通道，负极连接所述的第二模拟多路开关的模拟通道，所述的超声波发射传感器的正负极并联一个电阻；

所述的信号接收电路，包括至少一个超声波接收传感器，所述的超声波接收传感器的负极接地，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电路连接的第三模拟多路开关，所述的第三模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号，将所述的信号接收电路的模拟信号输送到所述的第三模拟多路开关的公共端；

所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收电路连接的第三模拟多路开关，所述的第三模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号，将所述的信号接收电路的模拟信号输送到所述的第三模拟多路开关的公共端；

所述的信号调理电路，包括与所述的第三模拟多路开关的公共端连接的第一放大滤波电路，所述的第一放大电路连接第二放大滤波电路，所述的第二放大滤波电路的输出连接所述的单片机的AD端口。

所述的发射路选电路，可以设置至少两个模拟多路开关。

所述的接收路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。

实施本实用新型的积极效果是：1、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；2、采用多路信号分时复用的测量，简化了电路设计，减少了电路器件，降低成本。

图1是本实用新型的发射路选电路原理图；

图2是本实用新型的信号发射电路原理图；

图3是本实用新型的信号接收电路原理图；

图4是本实用新型的接收路选电路原理图；

图5是本实用新型的信号调理电路原理图。

图5是本实用新型的信号调理电路原理图。

参照图1－5，导游机器人的多路超声波障碍物检测装置，包含进行集中控制的单片机1，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号调理电路。

所述的单片机1内部设置存储器，可存放程序，实现控制功能。

所述的发射路选电路，包括与所述的单片机1的端口1连接的第一反相器2，所述的第一反相器2的输出端与第一模拟多路开关3的公共端和第二反相器4的输入端连接，所述的第二反相器4的输出端与第二模拟多路开关5的公共端连接。所述的第一模拟多路开关3和第二模拟多路开关5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，可以将所述的单片机1的端口1输出的交变信号分别输送给所述的第一模拟多路开关3的模拟通道X0、X1、…、X7，以及所述的第二模拟多路开关5的模拟通道X0、X1、…、X7。