專利名稱：導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬傳感器技術(shù)與移動(dòng)機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
移動(dòng)機(jī)器人相對工業(yè)機(jī)器人來說還存在很多沒有攻克的技術(shù)難題，比如環(huán)境適應(yīng)性，自定位，智能人機(jī)交互等。這些問題阻礙著移動(dòng)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用。但是在一些特殊的場合，比如展覽館、博物館等場所，人員并不密集，場地環(huán)境不復(fù)雜并且規(guī)整，移動(dòng)機(jī)器人可以做一些簡單固定的引導(dǎo)工作。為了完成這項(xiàng)工作，需要移動(dòng)機(jī)器人能夠完成環(huán)境地圖建立，路徑規(guī)劃，障礙物檢測以及簡單的人機(jī)交互。其中，對于障礙物檢測，除了安裝執(zhí)行機(jī)器視覺功能的攝像機(jī)系統(tǒng)，還需要借助傳統(tǒng)障礙物檢測手段，針對因?yàn)轭伾⒁暯腔蛘叱叽缭驅(qū)е聶C(jī)器視覺功能失效的情況。目前，存在兩種方式進(jìn)行障礙物檢測:超聲波測距技術(shù)和紅外測距技術(shù)。紅外檢測技術(shù)具有反應(yīng)速度快，無危害，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，但是對于深色材質(zhì)的障礙物，由于紅外光能量被大量吸收，反射紅外光能量很小，檢測往往會(huì)失敗。而超聲波進(jìn)行障礙物檢測具有許多有點(diǎn)，比如不受障礙物表面顏色的影響，同時(shí)覆蓋范圍廣，在半個(gè)圓周的范圍內(nèi)可以設(shè)置較少的探頭。

實(shí)用新型內(nèi)容本專利采用檢測超聲波的渡越時(shí)間方法測量障礙物距離，為導(dǎo)游機(jī)器人的障礙物檢測提供一種結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，性能可靠，易于實(shí)現(xiàn)的解決方案。本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案:導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，包含進(jìn)行集中控制的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射電路，信號接收電路，接收路選電路，信號調(diào)理電路。所述的發(fā)射路選電路，包括與所述的單片機(jī)的端口 I連接的第一反相器，所述的第一反相器的輸出端與第一模擬多路開關(guān)和第二反相器連接，所述的第二反相器與第二模擬多路開關(guān)連接，所述的第一模擬多路開關(guān)和第二模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號；所述的信號發(fā)射電路，包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器，所述的超聲波發(fā)射傳感器的正極連接所述的第一模擬多路開關(guān)的模擬通道，負(fù)極連接所述的第二模擬多路開關(guān)的模擬通道，所述的超聲波發(fā)射傳感器的正負(fù)極并聯(lián)一個(gè)電阻；所述的信號接收電路，包括至少一個(gè)超聲波接收傳感器，所述的超聲波接收傳感器的負(fù)極接地，正極連接所述的接收路選電路；所述的接收路選電路，包括與所述的信號接收電路連接的第三模擬多路開關(guān)，所述的第三模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號，將所述的信號接收電路的模擬信號輸送到所述的第三模擬多路開關(guān)的公共端；所述的信號調(diào)理電路，包括與所述的第三模擬多路開關(guān)的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)的AD端口。所述的發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少兩個(gè)模擬多路開關(guān)。所述的接收路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。實(shí)施本實(shí)用新型的積極效果是:1、檢測超聲波的渡越時(shí)間方法測量障礙物距離，電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；2、采用多路信號分時(shí)復(fù)用的測量，簡化了電路設(shè)計(jì)，減少了電路器件，降低成本。

圖1是本實(shí)用新型的發(fā)射路選電路原理圖；圖2是本實(shí)用新型的信號發(fā)射電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的信號接收電路原理圖；圖4是本實(shí)用新型的接收路選電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的信號調(diào)理電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1 一 5，導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，包含進(jìn)行集中控制的單片機(jī)1，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射電路，信號接收電路，接收路選電路，信號調(diào)理電路。所述的單片機(jī)I內(nèi) 部設(shè)置存儲(chǔ)器，可存放程序，實(shí)現(xiàn)控制功能。所述的發(fā)射路選電路，包括與所述的單片機(jī)I的端口 I連接的第一反相器2，所述的第一反相器2的輸出端與第一模擬多路開關(guān)3的公共端和第二反相器4的輸入端連接，所述的第二反相器4的輸出端與第二模擬多路開關(guān)5的公共端連接。所述的第一模擬多路開關(guān)3和第二模擬多路開關(guān)5連接所述的單片機(jī)I的通道選擇信號A0、Al、A2和使能信號SEN。當(dāng)使能信號SEN為低電平時(shí)，改變通道選擇信號A0、Al、A2的數(shù)值，可以將所述的單片機(jī)I的端口 I輸出的交變信號分別輸送給所述的第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道X0、X1、…、X7，以及所述的第二模擬多路開關(guān)5的模擬通道X0、X1、…、X7。所述的信號發(fā)射電路，包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器，所述的超聲波發(fā)射傳感器的正極連接所述的第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道X0、X1、…、X7，負(fù)極連接所述的第二模擬多路開關(guān)5的模擬通道X0、X1、…、X7,所述的超聲波發(fā)射傳感器的正負(fù)極并聯(lián)一個(gè)電阻，以超聲波發(fā)射傳感器6為例，電阻Rl并聯(lián)在超聲波發(fā)射傳感器6的正負(fù)極,超聲波發(fā)射傳感器6的正極連接第一模擬多路開關(guān)3的模擬通道X0，負(fù)極連接第二模擬多路開關(guān)5的模擬通道XO。所述的信號接收電路，包括至少一個(gè)超聲波接收傳感器，所述的超聲波接收傳感器的負(fù)極接地，正極連接所述的接收路選電路。以超聲波接收傳感器14為例，超聲波接收傳感器14的負(fù)極接地，正極連接第三模擬多路開關(guān)22的模擬通道XO。所述的接收路選電路，包括與所述的信號接收電路連接的第三模擬多路開關(guān)22，所述的第三模擬多路開關(guān)22連接所述的單片機(jī)I的通道選擇信號A0、Al、A2和使能信號REN0當(dāng)使能信號REN為低電平時(shí)，改變通道選擇信號A0、Al、A2的數(shù)值，可以將模擬通道X0、X1、...、X7的信號UR0、UR1、…、UR7輸送至第三模擬多路開關(guān)22的公共端。所述的信號調(diào)理電路，包括與所述的第三模擬多路開關(guān)22的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)I的AD端口。所述的第一放大濾波電路包括，與第三模擬多路開關(guān)22的公共端輸出的信號SIGNAL連接電容Cl，電容Cl另一端連接到由第一運(yùn)算放大器23，電阻R9，R11，R12和電容C2組成的反相放大濾波電路；所述的第二放大濾波電路與所述的第一運(yùn)算放大器23的輸出端連接的電容C3，所述的電容C3連接由第二運(yùn)算放大器24，電阻R10，R13，R14和電容C4組成的反相放大濾波電路。所述發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少兩個(gè)模擬多路開關(guān)。所述接收路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。這樣可以增加超聲波發(fā)射及接收通道的數(shù)量，提高超聲波檢測的覆蓋范圍。綜上所述，本實(shí)用新型采用檢測超聲波的渡越時(shí)間方法測量障礙物距離，并且采用多路信號分時(shí)復(fù)用的測量方法，因此具有電路結(jié)構(gòu)簡單，電路器件數(shù)量少，成本低，工作可靠的優(yōu)點(diǎn) 。
權(quán)利要求1.導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，包含進(jìn)行集中控制的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射電路，信號接收電路，接收路選電路，信號調(diào)理電路，其特征是:所述的發(fā)射路選電路，包括與所述的單片機(jī)的端口 I連接的第一反相器，所述的第一反相器的輸出端與第一模擬多路開關(guān)和第二反相器連接，所述的第二反相器與第二模擬多路開關(guān)連接，所述的第一模擬多路開關(guān)和第二模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號；所述的信號發(fā)射電路，包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器，所述的超聲波發(fā)射傳感器的正極連接所述的第一模擬多路開關(guān)的模擬通道，負(fù)極連接所述的第二模擬多路開關(guān)的模擬通道，所述的超聲波發(fā)射傳感器的正負(fù)極并聯(lián)一個(gè)電阻；所述的信號接收電路，包括至少一個(gè)超聲波接收傳感器，所述的超聲波接收傳感器的負(fù)極接地，正極連接所述的接收路選電路；所述的接收路選電路，包括與所述的信號接收電路連接的第三模擬多路開關(guān)，所述的第三模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號，將所述的信號接收電路的模擬信號輸送到所述的第三模擬多路開關(guān)的公共端；所述的信號調(diào)理電路，包括與所述的第三模擬多路開關(guān)的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)的AD端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，其特征是:所述的發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少兩個(gè)模擬多路開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，其特征是:所述的接收路選電路， 可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。
專利摘要一種導(dǎo)游機(jī)器人的多路超聲波障礙物檢測裝置，包含進(jìn)行集中控制的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號發(fā)射電路，信號接收電路，接收路選電路，信號調(diào)理電路。所述的發(fā)射路選電路，設(shè)置第一反相器，第一模擬多路開關(guān)，所述的第二反相器與第二模擬多路開關(guān)連接，所述的第一模擬多路開關(guān)和第二模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號；所述的信號發(fā)射電路，包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器；所述的信號接收電路，包括至少一個(gè)超聲波接收傳感器；所述的接收路選電路，設(shè)置第三模擬多路開關(guān)，所述的第三模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號；所述的信號調(diào)理電路，設(shè)置所述的第一放大電路連接第二放大濾波電路，輸出信號連接所述的單片機(jī)的AD端口。
文檔編號G01S11/14GK203101637SQ20132012547
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者程曉東, 方曙光 申請人:慈溪邁思特電子科技有限公司