[发明专利]一种适用于特种机器人的超声波测距系统

摘要

本发明涉及一种适用于特种机器人的超声波测距系统，属于机器人传感器领域。该系统包括渡越时间确定模块、超声波传播速度实时测量模块。通过渡越时间确定模块来测量障碍物与超声波换能模块之间的渡越时间，通过超声波传播速度实时测量模块来测量机器人所处环境的实际声波速度，应用嵌入式数字信号处理模块通过计算渡越时间和超声波传播速度乘积值的一半得出机器人距离障碍物的距离。本发明的一种适用于特种机器人的超声波测距系统的测距有效值范围是0.3m～8.9m。本发明具有精度高、抗干扰能力强、实时性好、结构简单、功耗低等特点，可用于特种机器人导航和避障以提高特种机器人的探测能力和对未知环境的适应能力。

主权项

1、一种适用于特种机器人的超声波测距系统，其特征在于：该系统包括渡越时间确定模块，超声波传播速度实时测量模块；所述渡越时间确定模块包括超声波发射换能模块、超声波接收换能模块、超声波发射电路模块、回波接收、放大、滤波电路模块和嵌入式数字信号处理模块(DSP TMS320VC5509A)；所述的超声波传播速度实时测量模块包括长方体目标、超声波发射换能模块、超声波接收换能模块、超声波发射电路模块、回波接收、放大、滤波电路模块和嵌入式数字信号处理模块；嵌入式数字信号处理模块内部的运算程序包括m序列发生模块、本地码发生模块、m序列还原模块和相关判决模块；所述的渡越时间确定模块，由嵌入式数字信号处理模块通过m序列发生模块产生的伪随机序列经通用I/O引脚输出，激励超声波发射电路模块将其转换成对应的超声波信号，通过超声波发射换能模块发射出去，超声波经障碍物反射到超声波接收换能模块，通过回波接收、放大、滤波电路模块将其滤波、放大后，经过A/D转换，输入给嵌入式数字信号处理模块的m序列还原模块，m序列还原模块将其还原成对应的离散序列，与本地码发生模块产生的伪随机序列通过相关判决模块的相关运算公式进行运算；当相关函数值取值最大时，通过本地伪随机序列与接收到的伪随机序列的相位差便可确定障碍物与超声波换能模块之间的渡越时间；超声波传播速度实时测量模块，由嵌入式数字信号处理模块通过m序列发生模块产生的伪随机序列经通用I/O引脚输出，激励超声波发射电路模块将其转换成对应的超声波信号，通过超声波发射换能模块发射出去，超声波经长方体目标反射到超声波接收换能模块，通过回波接收、放大、滤波电路模块将其滤波、放大后，经过A/D转换，输入给嵌入式数字信号处理模块的m序列还原模块，m序列还原模块将其还原成对应的离散序列，与本地码发生模块产生的伪随机序列通过相关判决模块的相关运算公式进行运算；当相关函数值取值最大时，通过本地伪随机序列与接收到的伪随机序列的相位差便可确定长方体目标与超声波换能模块之间的渡越时间，计算长方体目标距超声波换能模块的固定距离与渡越时间比值的二倍便为超声波传播速度。