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本文详细介绍了一种用于机器人定位的室内超声测距系统。系统通过测量超声波脉冲在压电超声波传感器和目标物体之间的渡越时间来测量目标物体的距离,并且通过监控环境温度和执行实时的温度补偿对超声波的传播速度进行校正。本系统可用于机器人定位,并可与遥测遥控系统配合使用,有较广阔的应用前景。 作者主要完成的工作包括: 1.论文调研了超声波测距技术的现状和进展,给出了自动测量目标物体距离的整体设计,文中就可能影响本系统测量精度的因素进行了详尽的分析并给出了相应的解决措施。 2.系统设计应用双比较器整形电路确定回波前沿,同时,采用一个数字式温度传感器DS18B20实时测量环境温度,以实现温度补偿,从而提高超声测距的准确度。 3.系统采用软件延时的方法,避开从发射传感器不经反射直接传播到接收传感器的超声信号,从而避开这一段盲区;同时,也通过软件设计消除硬件电路的时间延迟。 4.在硬件电路的设计中,针对超声波振幅在传播时呈指数衰减的特性,最大限度地提高驱动能力,对回波进行多级放大,同时采用温度补偿电路和双比较器整形电路。 5.在软件设计上,采用了模块化程序设计思想,对软件的这种处理能使软件的结构清晰,有利于软件的调试和修改。 6.本文完成了硬件部分的整体电路设计和制作,软件部分的程序流程及源程序编写,研制出了实验样机,并对实验样机进行调试、实验、得出了实验结果及结论,该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性,最后分析了误差产生的原因并提出了相应的改进方案。