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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>嵌入式開發(fā)>遠程目標(biāo)實時檢測及規(guī)避技術(shù)深度解析  

遠程目標(biāo)實時檢測及規(guī)避技術(shù)深度解析  

2017-10-16 | rar | 0.5 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

近年來,關(guān)于智能機器人避障是一個比較熱門的問題,在很多電子設(shè)計競賽中也是一個很典型的賽題。在這方面,避障方案的選擇和軟件的設(shè)計和巧妙的算法在設(shè)計的實現(xiàn)上有著很重要的作用。
  在避障方案的選擇上主要基于反射式器件的原理,利用傳感器向某一方向發(fā)射遇到障礙物后反射的回波,從而測出機器人與障礙物之間的距離。目前常用的避障手段有以下三種方法。
  一、超聲波檢測避障法
  由于超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質(zhì)中傳播的距離較遠,因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量,如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制,并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求,因此在移動機器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。但它無法用于精確定位之上,且超聲波受環(huán)境因素的影響比較明顯,因此對于定位精度較高的場合無法深入應(yīng)用。
  二、紅外檢測法
  紅外傳感器通過光電開關(guān)的探測,利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射,由同步回路選通而檢測物體的有無,其物體不限于金屬,對所有能反射光線的物體均可檢測。現(xiàn)有的光電傳感器優(yōu)先,使用的是波長780nm——3um的近紅外光,并已有比較穩(wěn)定的集成化產(chǎn)品,與數(shù)字電路接口也非常簡單。但紅外線易受干擾且檢測距離十分有限,所以無法用于遠距離的障礙物檢測以及快速的避障方面。
  三、激光測距法
  激光測距儀,是利用激光對目標(biāo)的距離進行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細的激光,由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束,計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間,計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確,其誤差僅為其它光學(xué)測距儀的五分之一到數(shù)百分之一。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準(zhǔn)確,因而被廣泛用于地形測量,戰(zhàn)場測量,坦克,飛機,艦艇和火炮對目標(biāo)的測距,測量云層、飛機、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。因此它在快速避障的領(lǐng)域也將發(fā)揮著極其重要的作用,它的遠距測量給避障的算法計算爭取了寶貴的時間,在高速避障的場合有著不可替代的作用。
  課題研究方案
  我們通過激光測距儀來實時檢測測量范圍內(nèi)障礙物的距離數(shù)據(jù)并通過RS232傳輸端口傳送到PSoC中進行相應(yīng)處理,我們選用了新一代的超聲電機作為作動器來實現(xiàn)激光測距儀10度角的環(huán)境范圍掃描,因其具有快速的響應(yīng)能力、良好的斷電自鎖能力且不受電磁干擾的影響等一系列優(yōu)點,固在航空航天的領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。
  本課題中,我們可以控制超聲電機在10度角的范圍內(nèi)達到50Hz的掃描頻率,這一點完全滿足了實時避障的外部需要。并且借助于其較高的掃描速率再加上激光測距儀較遠的探測范圍,我們就完全可以實現(xiàn)提前預(yù)測、快速避障的功能。
  對于避障方案的選取我們結(jié)合了當(dāng)今動態(tài)障礙物檢測的不同方式,根據(jù)自身系統(tǒng)的特點提出了以下幾個不同的方案,對于其最優(yōu)性的選取,我們會在后期的工作中結(jié)合實驗統(tǒng)計選取最好的算法解決方案。
  遠程目標(biāo)實時檢測及規(guī)避技術(shù)深度解析
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