作者:東莞市中昊自動化科技有限公司   發布時間:2014/4/3 11:04:15   瀏覽次數:2361

接近傳感器與超聲傳感器
本超聲波測距系統共有8個超聲波傳感器，組成超聲波傳感器陣列，分別置于輪椅四周各兩個。為了檢測到一些被超聲波傳感器遺漏或未能及時處理的障礙，還要在輪椅四周加裝四個電感式接近開關。障礙物碰到防撞橡膠圈引起金屬條發生變形，產生垂直方向上的位移，觸發接近開關動作，得到一個開關信號(中斷請求信號)，使移動機器人立即停止運行。
　　超聲波環境探測電路主要由多路模擬開關、升壓放大電路、緩沖放大整形電路和超聲波換能器等環節構成。
基于多傳感器智能輪椅的硬件系統的設計方案解析
　　升壓放大電路和超聲波發射換能器組成了超聲波發射部分。發射過程是：首先由DSP的脈寬調制通道產生一定脈寬的調制脈沖波，經變壓器升壓放大電路后產生一個瞬間的高能信號，激發超聲波發射換能器產生超聲波信號。需要注意的是，超聲波在發射的瞬間，有部分聲波會直接進入超聲波接收端，從而產生很強的虛假反射波，造成所謂的振鈴現象。為了避免振鈴，需要進行軟件延時處理，從而導致探測盲區。在程序處理上，就是在DSP發射激勵脈沖波以后一段時間內將相應的CAP中斷關閉，盲區間隔過了以后再將CAP中斷打開。超聲波的接收部分必須與發射部分協調一致地工作，才能保證信號準確靈敏地接收。此部分主要由超聲波接收換能器、放大濾波、整形觸發輸出電路組成。由于在超聲波傳播中，其能量會隨著傳播距離的增大而減小，從遠距離障礙物反射回的回波信號一般比較弱，所以需要經過多級信號放大處理后才能夠被DSP中斷輸入端口檢測到。
2 編碼器
　　在智能輪椅系統中，除了要對環境的距離信息進行測量，有時還要對方位信息進行有效的觀測或者估計。對于大多數的室內移動機器人系統而言，方位信息一般是通過碼盤信息間接估計得出的，本系統也采用這種方法。通過計算從碼盤讀出的信息得出結果，代價是需要一定的計算時間。
　　在TMS324LF2407A芯片上有兩個時間管理模塊(EV)，每個EV模塊都有一個正交編碼脈沖電路，使用該電路后，在兩個相應引腳上即可輸入正交編碼脈沖。該電路可用于連接光電碼盤以獲得旋轉機械的位置和速率等信息，但需要注意的是，此時必須禁止相應引腳上的捕獲功能。
　　正交編碼脈沖電路的時序可由通用定時器2(或通用定時器4，EVB模塊)提供，通用定時器必須設置成定向增/減模式，并且以正交編碼脈沖電路作為時鐘源。
　　正交編碼脈沖是兩個頻率變化且正交(相位相差90°)的脈沖，它由電機軸上的光電編碼器產生，碼盤在電機軸上并且有許多空線槽，可以透光，當電機帶動碼盤轉動時，如果發光二極管發出的光被擋住，那么后面的光電傳感器就接收不到信號，然后光電傳感器發出一個低電平脈沖，即“0”，如果旋轉位置正好使得光源可以透光線槽，那么光電傳感器感應到信號，就發出一個高電平脈沖，即“1”。

　　正交編碼脈沖電路的方向檢測邏輯決定了兩個脈沖序列中哪一個是先導序列，接著它就產生方向信號作為通用定時器的計數方向輸入，兩列正交輸入脈沖的兩個邊沿都被正交脈沖編碼電路計數，因此，產生的時鐘頻率是每個輸入序列的4倍，且把這個時鐘作為通用定時器2或4的輸入時鐘。圖3給出了正交編碼脈沖、增減計數方向及時鐘的波形。

接近傳感器與超聲傳感器