[发明专利]一种基于无线技术的水下机器人测距装置及其测距方法

说明书

技术领域

本发明涉及测距方法，尤其是涉及一种基于无线技术的水下机器人测距装置及其测距方法。

背景技术

目前，水下机器人(ROV)在我国已经有着非常广泛的应用，特别是在海洋研究、海洋石油勘探、海上救生、海洋地质、地貌、矿产调查等领域。这其中，水下机器人测距又是其中一个基础应用(中国专利CN 102029611 A)。超声波的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在密度较大的固体及液体中传播距离远，是用于水下测距的好方法。水下机器人测距还可用于水下机器人定位、回收、对接、抓取作业等，为水下机器人提供了一个基础应用(中国专利CN 103926934 A)。

发明内容

本发明的目的在于提供通过超声波来测距的一种基于无线技术的水下机器人测距装置及其测距方法。

所述基于无线技术的水下机器人测距装置设有超声波发送模块、超声波接收模块、第一无线发送模块、第二无线发送模块、第一无线接收模块、第二无线接收模块、显示屏和微处理器；所述超声波发送模块与第一无线发送模块通过零浮力缆连接进行数据传输，通过超声波发送模块发送超声波，第一无线发送模块发送信号给第一无线接收模块，第一无线接收模块与微处理器连接；所述超声波接收模块与第二无线发送模块通过零浮力缆连接进行数据传输，通过第二无线发送模块发送超声波，第二无线发送模块发送信号给第二无线接收模块，第二无线接收模块与微处理器连接；微处理器的输出端口与显示屏的输入端连接，由显示屏显示距离数据。

所述超声波发送模块可由微处理器STM32、多通道驱动与接收器ST232和超声波传感器组成。微处理器STM32通过编程在端口PA6、PA7产生两个反相的40kHz的超声波信号，经过多通道驱动与接收器ST232送到超声波传感器，这样就可以通过超声波传感器发出相应的超声波信号。

所述超声波接收模块可由微处理器STM32、OP37放大电路、TL082滤波电路、LM393整形电路和超声波传感器组成，超声波传感器接收到超声波信号，经过放大、滤波以及整形后送到微处理器STM32，这样就可以通过超声波传感器接收相应的超声波信号。

所述无线发送模块可由微处理器STM8、无线芯片SX1276和射频开关PE4259组成，无线发送模块通过微处理器STM8控制无线芯片串口，再经匹配电路，通过射频开关发送信号；无线接收模块通过射频开关接收信号，再经滤波电路到无线芯片，通过串口反馈给微处理器STM8。

基于无线技术的水下机器人测距方法，采用所述基于无线技术的水下机器人测距装置，包括以下步骤：

通过超声波发送模块发送超声波，同时与其相连的第一无线发送模块发送一个信号给第一无线接收模块，当第一无线接收模块接收到信号时，微处理器开始计时；当超声波接收模块接收到超声波信号，同时与其相连的第二无线发送模块发送一个信号给第二无线接收模块，当第二无线接收模块接收到信号时，微处理器停止计时；再将计时得到的时间乘以超声波的速度即为它们之间的距离，并在显示屏上显示。

本发明采用超声波测距的方法进行水下测距，是目前最可靠的技术之一。超声波的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在密度较大的固体及液体中传播距离远，是用于水下测距的好方法。本发明将超声模块与无线模块结合，不仅可以很好的用于水下测距，而且提高了实时性与准确性。并可用于水下机器人定位、回收、对接、抓取作业等，为水下机器人提供了一个基础应用。

附图说明

图1是本发明所述基于无线技术的水下机器人测距装置实施例的结构组成示意图。

图2是本发明提供的超声波发送模块的原理图。

图3是本发明提供的超声波接收模块的原理图。

图4是本发明提供的无线模块的原理图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。