机器人定位的室内超声测距系统的研究.pdfVIP

中 文 摘 要 机器人定位的室内超声测距系统的研究 摘要 本文详细介绍了一种用于机器人定位的室内超声测距系统。系统通过测量超 声波脉冲在压电超声波传感器和目标物体之间的渡越时间来测量目标物体的距 离，并且通过监控环境温度和执行实时的温度补偿对超声波的传播速度进行校 正。本系统可用于机器人定位，并可与遥测遥控系统配合使用，有较广阔的应用 前景。 作者主要完成的工作包括： 1. 论文调研了超声波测距技术的现状和进展，给出了自动测量目标物体距 离的整体设计，文中就可能影响本系统测量精度的因素进行了详尽的分析并给出 了相应的解决措施。 2. 系统设计应用双比较器整形电路确定回波前沿，同时，采用一个数字式 温度传感器DS18B20 实时测量环境温度，以实现温度补偿，从而提高超声测距 的准确度。 3. 系统采用软件延时的方法，避开从发射传感器不经反射直接传播到接收 传感器的超声信号，从而避开这一段盲区；同时，也通过软件设计消除硬件电路 的时间延迟。 4. 在硬件电路的设计中，针对超声波振幅在传播时呈指数衰减的特性，最 大限度地提高驱动能力，对回波进行多级放大，同时采用温度补偿电路和双比较 器整形电路。 5. 在软件设计上，采用了模块化程序设计思想，对软件的这种处理能使软 件的结构清晰，有利于软件的调试和修改。 6. 本文完成了硬件部分的整体电路设计和制作，软件部分的程序流程及源 程序编写，研制出了实验样机，并对实验样机进行调试、实验、得出了实验结果 及结论，该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，最后分析 了误差产生的原因并提出了相应的改进方案。 关键词：超声波，超声测距，温度补偿，双比较器整形电路 英 文 摘 要 Research on Indoor Ultrasonic Ranging System used for Robot Location ABSTRACT This paper introduces a design of indoor ultrasonic ranging system used for robot location ．The system determines the distance to an object or obstacle by the measurement of a round trip time of the ultrasonic pulses between the piezoelectric ultrasonic transducer and the object or obstacle ．The ultrasonic propagation speed is further corrected by monitoring the ambient temperature and performing real-time temperature compensation ．The system can be used for robot location ．It is capable of being used in combination with telemeter and telecontrol system and has extensive application prospects ． The main works completed by the author include ： 1. By the investigation of the present level and progress of the ultrasonic ranging technology ，this paper proposes a design for the automatic measurement of the distance to an object or obstacle ．The facto