移动机器人应用超声波传感器躲避障碍物系统的设计

移动机器人应用超声波传感器躲避障碍物系统的设计　电子质量（２０１４　Ｉ）５期）　移动机器人应用超声波传感器躲避障碍物系统的没汁　ｒｒｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒｏｂｏｔ　Ａｗｆｄｉｎｇ　Ｏｂｓｔａｃｌｅｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　Ｕｌｕ’ａｓｏｌｌｉ（　Ｓ　ＩＳ（）　陈思，方宁（怫Ｉ１Ｉ职、　技术学院，Ｊ　东佛１ＩＩ　５２８１３７）　Ｃｈｅｎ　Ｓｉ，Ｆａｎｇ　Ｎｉｎｇ《　【）　ｌ｛Ａ　Ｐ（）Ｉ　ＹＴＥＣＨＮＩＣ．（；ｕａｎｇｌｔｏｎｇｌ，＇ｏｄｍｎ　５２８１　３７　摘要：移动机器人在运动时，在很多情况下，需要躲避一些障碍物基于ＡＴｇ９Ｓ５２　片机的尢接触探测障碍物系统　关键词：超声波传感器；尤接触探测；躲避障碍物　中图分类号：ＴＰ２４２　文献标识码：Ａ　该文应用丁超声波传感器，没计Ｊ　‘个　文章编号：ｌ００３—０１０７（２０１４）０５一ＩＲ）３Ｉ一０２　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎ　ｍｏｂｉｌｅ　ｒｏｂｏｔ　ｉｓ　ｍｏｖｉｎｇ．ｉｎ　ｍａｎｙ　ｃａｓｅｓ。ｉｔ　ｎｅｅｄｓ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｓｏｍｅ　ｏｂｓｔａｃｌｅｓ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｐ—　ｐｌｉｅｓ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｓｅｎｓｏｒｓ，ｄｅｓｉｇｎｓ　ａ　ｎｏｎ—ｃｏｎｔａｃｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｏｂｓｔａｃｌｅｓ．ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＴ８９Ｓ５２　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈｉｐ　ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｕｌｔ　ｒａｓｏｎｉｃ　ｓｅｎｓＯｒ：ｎＯｎ—ｃＯｎｔａｃｃ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ：ａＶＯｌｄ　ｏｂｓｔａｃｌｅｓ　ＣＬＣ　ｎｕｍｂｅｒ：ＴＰ２４２　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ　ｃｏｄｅ：Ａ　Ａｒｔｉｃｌｅ　ＩＤ・１００３—０１０７（２０　１４）０５—００３　Ｊ一０２　０前言　越来越多的移动机器人投入了生产、服务行　在　块、发射装置、接收装置和放大处理模块　它非常　‘便地　与单片机连接，只需要两个Ｉ（）ｆ＿１即町实现控制　Ｉ　、采膈　１０触发测距，单片机给定时驱动模块发¨｛至少ｌ０ｔｚ　ｓ的　机器人的移动过程中需要柃测到障碍物并躲开　随着超　声波传感器的发展和进步，利Ｊ｛Ｊ超声波传感器能进行有　效的无接触探测障碍物…．　．高电平触发信号，定时驱动模块自动发送８个４０ｋＨｚ的　方波，自动检测是否有信号返回，测址艟张为洲｛＿ｌ｝范罔　２ｃｍ到５ｍ。超声波的输出回响信哆‘　障碍物的　离成　正比。超声波传感器探测障碍物的示意　盘ｌ】　ｌｆ听示，　定时驱动模块的时序　如　２　ｌｉｆａ，　１超声波传感器探测障碍物的原理　小艾ＩｆＩ趟　ｉ‘波ｆ０感器的６史什包括：定时器！　动模　Ｖｓｓ　图１超声波传感器探测障碍物示意图　吾　甄　二了　ｒ．丽页上，研究方向为电气自动化技术；　方宁（１９７２一），男，教研室主任，硕Ｌ，研究方向为电气自动化技术。　电子质量（２０１４第０５期）　移动机器人应用超声波传感器躲避障碍物系统的设计　表１运动策略　［＝！强　接收装置１　接收装置２　接收装置３　策略　０　０　换块内部　发出信号　０　０　１　ｌ　０　ｌ　０　１　前进　右转　转后　右转　０　０　ｌ　譬　１ｌ号　与蚀曩受毫成比饼　０　０　１　ｌ　０　１　０　１　左转　转后　左转　转后　ｌ　ｌ　ｌ　图２定时驱动模块时序图　２硬件设计　在移动机器人的前面装３个超声波传感器，如图３　所示。硬件电路的示意图如图４所示。通过对ＡＴ８９Ｓ５２　单片机编程，对定时驱动模块发出驱动信号，启动超声　波发射装置发射超声波，当遇到障碍物时，接收模块接　收到信号，通过放大处理模块处理后，反馈给单片机。通　过软件编程来识别障碍物，并进行有效的躲避措施。　图３超声波传感器安装位置示意图　－　－　－　图５程序流程图　图４硬件电路的示意图　４结束语　超声波传感器能实现无接触探测障碍物，有较高的　准确度。需要注意的是，超声波的发射装置能接收的角　度范围比较大，如果在同一面装多个超声波传感器，需　要注意调整安装距离。　３软件设计　单片机的１０接口Ｐ１＿０发出１０　ｓ的高电平信号　给定时驱动模块，定时驱动模块连续发出８个４０ｋＨｚ的　方形脉冲给超声波发射装置，从而产生超声波。启动定　时器Ｔ０定时计时和中断，计算距离，ｉ个超声波中如果　有一个传感器探测到障碍物的距离小于２米，则按表１　所示的策略变换运动方向。在表ｌ中，“ｌ”代表超声波检　参考文献：　［１】李戈，孟祥杰，王晓华，等．国内超声波测距研究应用现　状［Ｊ１．测绘科学，２０１　１，３６（４）．　测到距离小于２米的障碍物，“０”代表没有检测到距离　小于２米的障碍物。程序流程图如图５所示。　【２】何希才．传感器及其应用电路【Ｍ】．北京：电子　业出版　社，２００１．　３２