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煤矿救援机器人超声测距系统研究
资料介绍
近年来，机器人视觉技术己成为机器人领域一个重要的研究课题，其中超声波传感器由于能在黑暗中工作，而且具有构成系统结构简单、体积小、性价比高等优点，得到广泛应用。要实现煤矿救援机器人的避障和导航，不仅要求系统能实现视觉功能，而且要求系统有防爆功能。针对目前基于超声的机器人视觉的研究现状，本文研究了一种能作为煤矿救援机器人视觉的超声测距系统。 本文借助计算机技术、电子技术、传感器技术、信号处理技术，以ATmega8单片机为核心设计了超声测距系统。该系统主要包括超声发射、超声接收、信号处理、显示、通信以及系统软件等部分。超声发射采用了非门CD4069桥驱动超声波，把单片机产生的40KHz的方波通过CD4069驱动超声波发射探头发射超声波；超声接收采用锁相环LM567检测回波，接收探头接收发射超声波返回的回波信号；信号处理系统将回波信号进行放大和滤波处理，然后触发Atmega8的输入捕获中断口；单片机把捕获到的数据进行计算，并根据时限和温度补偿换算距离值；最后把处理的数据在液晶上显示并通过RS232串口送到上位计算机。此外，本文还通过软件方法，对声速进行了温度修正；对测距结果进行了软件滤波，消除了被测信号中的噪音和干扰。为了能适应在矿井中工作，特别进行了防爆设计。 通过实验和测试，证明了该系统对有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，设计的超声发射和接收电路是合适的，信号处理电路能满足信号的检测要求和抗干扰性能，温度补偿较好地解决了温度对测距的影响，该测距系统可以满足煤矿救援机器人的要求。
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