用于探雷机器人的超声波测距系统

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本超声波测距系统用于移动探雷机器人的探雷框离地高度自动控制。机器人要实现在不确定环境下操作,具备越障功能或自动导航,传感器起着关键的作用。本系统除了要测量探雷框离地高度外,更要对机器人发出控制信号,以便控制探雷框作出正确的越障动作。另一方面,盲区问题一直是超声波测距系统研制最关键、最难处理的问题之一,对于本系统,机器人由于探雷框接近地面,传感器也需接近地面,所以对盲区范围的要求更高,对此领域的研究有一定意义。 本文的主要工作有:(1)本系统改进了传统的使用阈值计算回波的检测方法,改为回波峰值输出负脉冲检测结束时间点。(2)增加检测环境温度从而修正波速,使测量更准确。(3)在盲区处理的绕射问题上,改进了传统的延时或屏蔽绕射波办法,改为区分绕射波和回波的方法,从而更准确地检测出回波信号,减小盲区范闱。(4)采用动态改变超声波发射功率,使盲区进一步减小,有利于近距离测量。(5)在蚓波抗干扰处理上,采用检测负脉冲稳定性的方法,使系统测量的稳定性和精度进一步提高。(6)对测量数据进行数理统计处理,主要采用数学方差排除个别偏离过大的数据。 本文的结论为:(1)本系统是根据工程标准研制,结果要达到工程指标要求:高度设定(即测量范围):0-1000mm;控制偏差(即测量相对误差):<=3%;输入电压波动:>=5%;指令响应时间:<=20ms;测量盲区距离:20mm:PCB板安装规格:71mm*56mm。(2)对系统作静念精确性检测,系统有效测量距离为20mm
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