探测周围环境、障碍物信息是很多自主移动机器人必须具备的功能。测距声纳是移动机器人上经常采用的测距传感器。 UP-Sonar10K 智能超声测距传感器采用了 Polaroid Inc. 生产的 600 系列端面型超声波换能器,以及集成的信号调理和输出放大电路,主要用于测距,检测周围环境的状况。该智能传感器已集成化,与 MCU 的接口较为简单,操作容易,性能稳定,并有不锈钢的保护罩,可以用于室内或者非恶劣的室外环境。传感器外形如图所示。 • 基本原理: 超声波传感器为非接触式的物位传感器,应用领域十分广泛。其工作原理是,工作时向液面或固体表面发射一束超声波,被其反射后,传感器再接收此反射波。设声速一定,根据声波往返的时间就可以计算出传吸器到液面(固体表面)的距离,即测量出液面(固体表面)位置。 超声测距的原理较简单,一般采用渡越时间法,即: D=ct/2 (1) 其中 D 为移动机器人与被测障碍物之间的距离, c 为声波在介质中的传输速率。声波在空气中传输速率为 c=c 01+T/273 m/s (2) 其中,T为绝对温度, c0= 331.4m /s 。在不要求测距精度很高的情况下,一般可以认为 c 为常数。渡越时间法主要是测量超声发射到超声返回的时间间隔 t ,即 " 渡越时间 " ,然后根据式 (1) 计算距离。 在距地面高度为 45cm 、相隔为 15 °的同一环上可均布安装 24 个超声传感器,其编号为 1#~24#( 逆时针布置 ) ,超声传感器波束角为 15 °,超声传感器的最小作用距离为 0.15m 。超声数据采集处理模块位于传感器主板上。 | |