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1、机器人技术中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2008年第24卷第7-2期文章编号:1008-0570(2008)07-2-0254-03超声波在移动机器人导航中的应用TheApplicationofUltrasonicintheNavigationofMobileRobot(齐齐哈尔大学)罗磊戴学丰刘树东LUOLeiDAIXue-fengLIUShu-dong摘要:采用新型的超声波传感器,设计并开发基于ARM9与嵌入式linux为平台的轮式移动机器人平台的下的未知环境的避障导航系统。本文重点介绍该超声波传感器的实现原理以及在机器人平台
2、中的整个软件实现流程以及控制机器人行走的实现方法。关键词:机器人;ARM9;超声波;导航;避障中图分类号:TP274文献标识码:AAbstract:Usedanewtypeofultrasonicsensors,basedonARM9andembeddedlinuxsystem,designedanddevelopedthesystemofunknownenvironmentobstacleavoidanceandnavigationforwheeledmobilerobot.Thispaperfocusesontheultrasonicsens
3、orprinci-ple,therealizationoftheentiresoftwareflowandtherobotwalkcontrol.技Keywords:Robot;ARM9;Ultrasonic;Navigation;Obstacleavoidance术1引言3超声波测距软件实现创在项目开发中采用从英国进口的SRF05超声波传感器,它如图2为超声波测距的流程图的回波反馈与测距方式与通常使用的超声波传感器相比较特新别,在ARM中实现也稍有难度,但该传感器精度很高可达到1cm,因此用该传感器去掉了用于近距离测距的红外测距模块节约了硬件资
4、源。该机器人的最小系统为,触摸屏模块,超声波模块,摄像头图像采集模块,直流电机闭环控制系统,在整个系统中测距是最总要的一环,它直接影响电机运行距离的精度,在有效范围内的图像采集控制。整个系统都是在ARM9与linux平台中完成,每个模块都是用设备驱动的方式实现使得模块的控制更加方便。2SRF05超声波测距方法提供一个10us的脉冲触发超声波传感器,SRF05会发出8个周期的频率为40khz的超频脉冲,此时在echo也是就回波口上的电平变为高,此时定时器开始计时,等到echo变为低电平证明有障碍物此时停止计时,高脉冲的宽度有测距的距离成正比,该超声
5、波的有效测距范围为1cm~4m,因此如果没有障碍物或障碍物大于4m,echo依然会变为低电平此时定时器的时间为30ms,因此在测距时定时器的周期应大于30ms这样才能有效测距。原理如图1所示。3.1回波检测的采集方法超声波的回波的检测是个难点,因为在ARM中一个端口设置中断只能设置一种触发方式,如果设为上升沿触发可以打开定时器定时但无法捕获下降沿,也就无法关闭定时器,从而不能测距,因此用软件的方式实现。首先设置两个时间延迟函数usdelay()和msdelay(),这样可以在给出高脉冲10us后等超声波罗磊:硕士研究生触发再打开定时期计时,在设置
6、一个外部中断eint1接到超声波基金项目:黑龙江省研究生创新科研项目(YJSCX2007-传感器的echo口并设置为下降沿触发,等下降沿来临关闭定时0280HLJ);黑龙江省政府博士后启动基金项目(LRB00034);器读出值既为脉宽的时间长度,然后根据障碍物的距离=(ECHO黑龙江省教育厅海外学人项目(1055HQ036)高电平的时间)*声纳速度/2得出距离。空气中v与温度关系:v=-254-360元/年邮局订阅号:82-946《现场总线技术应用200例》您的论文得到两院院士关注机器人技术331.5m/s,T为摄氏温度。一般情况下超声波速近似v
7、oid__irqEint1Handler(void)//eint0中断服务子程序接声速,在室内温度影响下取约343.2m/s。echo3.2超声波触发的实现{利用数字示波器精确设计一个软件计时函数usdelay(),具sonar_time_front=((10000-rTCNTO0)>>1);//定时器的体实现如下计数值除以2即为距离障碍物的距离staticintdelayLoopCount1=10;ClearPending(BIT_EINT1);//为下一才中断能够发生清voidusdelay(inttime)除中断位{i++;inti;Uar
8、t_Printf("EINT1occuredtimes=%d",i);for(;time>0;time--)Uart_Print
