基于DSP的超聲擴(kuò)頻測距系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、本論文針對移動(dòng)機(jī)器人工作環(huán)境中的障礙物探測這一實(shí)際應(yīng)用問題，提出了一種基于DSP的偽隨機(jī)序列(m序列)超聲擴(kuò)頻測距的實(shí)現(xiàn)方法，并進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)中, 16個(gè)超聲傳感器按照足球建模理論排列在一個(gè)半球面上，每個(gè)傳感器都可以發(fā)送經(jīng)偽隨機(jī)序列調(diào)制的超聲信號(hào)和接收超聲回波信號(hào)。采用DSP TMS320LF2407作為控制和處理器，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和相關(guān)計(jì)算，可以確定障礙物的距離和空間方位。利用偽隨機(jī)序列優(yōu)良的相關(guān)特性，采用單發(fā)多收和循環(huán)處

2、理算法可對有效范圍內(nèi)的整個(gè)空間進(jìn)行全方位探測。 在基于DSP的偽隨機(jī)序列超聲擴(kuò)頻測距系統(tǒng)的工作過程中，首先由DSP TMS320LF2407產(chǎn)生偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(m序列)，偽隨機(jī)序列采用ASK（幅移鍵控）調(diào)制方式調(diào)制40KHz的超聲載波，然后用調(diào)制后的超聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)半球面上一個(gè)指定的超聲波換能器發(fā)射超聲波。超聲波遇到障礙物后反射回來，由多個(gè)超聲波換能器接收，接收到的回波信號(hào)經(jīng)過回波預(yù)處理電路處理后，由采樣電路對其進(jìn)行同步采樣，然后

3、將采樣信號(hào)送入DSP。借助于DSP芯片快速處理的優(yōu)越性能，從超聲回波的采樣信號(hào)中恢復(fù)出m序列，并將恢復(fù)出的m序列與原m序列作相關(guān)運(yùn)算，得到超聲波的傳播時(shí)延，從而根據(jù)超聲測距原理，可計(jì)算出障礙物的距離。然后根據(jù)三點(diǎn)定位的原理，可以確定障礙物的空間方位。由于偽隨機(jī)序列優(yōu)良的相關(guān)特性，這種測距方法具有很強(qiáng)的抗干擾能力，成功地克服了傳統(tǒng)的單脈沖回波式超聲波測距作用距離短，測量精度低的缺陷。 本論文介紹了偽隨機(jī)序列超聲擴(kuò)頻測距的原理，對球