文档介绍：超声波传感器在自动导航小车中的应用研究等李雯雯,侯媛彬工矿自动化靼部萍即笱У缙肟刂乒こ萄г海挛魑靼【摘要】在自动导航小车的避障过程中,必须掌握障碍物的距离信息。基于超声波传感器的测距原ァ2捎组超声波传感器采集系统。采集自动导航小车霾煌轿坏恼习镄畔ⅲ饩隽说ヒ淮ǜ衅鞑距盲区的问题,并且介绍‘了该系统的软件和硬件设计,最后对超声波传感器测距中存在的问题及提高精度的【关键词】自动导航小车;超声波传感器;避障过程;测距在自动导航小车的实时避障和路径规划过程中,要想实现自动导航小车避障行走的自主控制,我们所面临的一个基本问题就是:如何获取充分的外部环境信息,,测量障碍物的距离,从而实现自动导航小车的自主避障。目前,自动导航小车避障和测距传感器有红外、超声波、激光和视觉传感器,其中激光传感器和视觉传感器价格贵,对控制器的要求较高,因而在自动导航小车系统中多采用超声波传感器。本文就是论述如何用超声波传感器从外部环境获取有用的环境信息,从而使之有效的用于自动导航小车的自主避障。ú饩嗉际超声波是一种只有少数生物才能感觉到的机械波,它具有纵波、横波和表面波三种波形。超声波是一种频率为陨系纳ǎ哂兄毕叽úサ哪力,频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强,其指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。为此,利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。在遇到传播介质分界面时会产生明显的反射。这种反射不是严格定向的,具有散射性。超声波传感器是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性,通过接收自身发射的超声波反射信号,根据超声波发出和回波的接收时间差及传播速度,计算出传播距离,从而得到障碍物到机器人的距离。超声波传感器虽然角度分辨率较差,但具有反映灵敏、探测速度快、距离分辨率较高的优点,而且具有结构简单,体积小,成本低等特点。超声波传感器测距原理超声波测距通常是采用时间差测距法,即超声波探头向某一方向发射出超声波,在发射的同时开始计时,当超声波在介质中碰到被测物体,就会产生反射,接收探头接受到反射波后立即停止计时,从而计算出发射和接收回波的时间差,根据超声波在空气中的传播速度和时间差,计算出发射点到被测物之间的距离。图浅ú饩嘣硗肌在要求不高的情况下,可以通过公式醇扑愠探测的距离信息。式中<扑愠龅木嗬耄琧为超声波在空气中传播速度,在无严格要求情况下,通常取痵,7射与接受超声波的时间差。由于超声波在空气中传播速度与其温度和湿度有关,温度越高,传播速度越快,温度每升高闶隙龋úニ俣仍鯫./谛理,设计了一种自动导航小车超声波传感器测距系统,可测量—嗬肽诖嬖诘恼习铮饬课蟛钚∮方法进行详细论述。引言··
浮李雯雯等:超声波传感器在自动导航小车中的应用研究要较精确的测量中,必须把温度的变化和其它因素考虑进去。下面给出的图浅ú饩嗟缏吠肌声速谕唤橹手形3Jń橹实奈锢聿数发生变化,声速会发生变化,在精确测距中是不可忽略的,为此要对声速进行补偿,对这些影响进行进行了完全补偿,补偿公式:式中:3ㄔ诳掌械拇úニ俣龋瑀为气体定压热容与定容热容的比值,对空气为籖为气体普氏常量,“#籘为绝对温度,实际温度4胍陨细鞲霾问≈担得到近似公式#