超聲波移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航設(shè)計(jì)方法

　　摘要： 采用新型的超聲波傳感器，設(shè)計(jì)并開發(fā)基于ARM9 與嵌入式linux 為平臺(tái)的輪式移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)的下的未知環(huán)境的避障導(dǎo)航系統(tǒng)。本文重點(diǎn)介紹該超聲波傳感器的實(shí)現(xiàn)原理以及在機(jī)器人平臺(tái)中的整個(gè)軟件實(shí)現(xiàn)流程以及控制機(jī)器人行走的實(shí)現(xiàn)方法。

　　1 引言

　　在項(xiàng)目開發(fā)中采用從英國(guó)進(jìn)口的SRF05 超聲波傳感器，它的回波反饋與測(cè)距方式與通常使用的超聲波傳感器相比較特別， 在ARM中實(shí)現(xiàn)也稍有難度， 但該傳感器精度很高可達(dá)到1cm， 因此用該傳感器去掉了用于近距離測(cè)距的紅外測(cè)距模塊節(jié)約了硬件資源。

　　該機(jī)器人的最小系統(tǒng)為，觸摸屏模塊，超聲波模塊，攝像頭圖像采集模塊，直流電機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，在整個(gè)系統(tǒng)中測(cè)距是最總要的一環(huán)，它直接影響電機(jī)運(yùn)行距離的精度，在有效范圍內(nèi)的圖像采集控制。整個(gè)系統(tǒng)都是在ARM9 與linux 平臺(tái)中完成，每個(gè)模塊都是用設(shè)備驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)使得模塊的控制更加方便。

　　2 SRF05 超聲波測(cè)距方法

　　提供一個(gè)10us 的脈沖觸發(fā)超聲波傳感器，SRF05 會(huì)發(fā)出8 個(gè)周期的頻率為40khz 的超頻脈沖，此時(shí)在echo 也是就回波口上的電平變?yōu)楦?，此時(shí)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，等到echo 變?yōu)榈碗娖阶C明有障礙物此時(shí)停止計(jì)時(shí)，高脈沖的寬度有測(cè)距的距離成正比，該超聲波的有效測(cè)距范圍為1cm~4m， 因此如果沒有障礙物或障礙物大于4m，echo 依然會(huì)變?yōu)榈碗娖酱藭r(shí)定時(shí)器的時(shí)間為30ms， 因此在測(cè)距時(shí)定時(shí)器的周期應(yīng)大于30ms 這樣才能有效測(cè)距。

　　原理如圖1 所示。

　　3 超聲波測(cè)距軟件實(shí)現(xiàn)

　　如圖2 為超聲波測(cè)距的流程圖。