[發明專利]超聲波信號處理電路、避障方法、存儲裝置及移動終端

在審

• 申請號: 201710818276.4
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107966695A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 徐永飛
• 申請（專利權）人: 安徽勝佳和電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/524
• 分類號: G01S7/524;G01S7/527;G01S15/93
• 代理公司: 常州市夏成專利事務所(普通合伙)32233
• 代理人: 姜佩娟

技術領域

本發明涉及機器人領域，尤其涉及一種超聲波信號處理電路、避障方法、存儲裝置及移動終端。

背景技術

如果使用多個超聲波來實現避障的方法有兩種：一種是采用輪詢的方式去采集每個傳感器的數據，這種方式存在一個弊端，當超聲波傳感器多達20個以上時，超聲波信號的采集延時就會很大，這樣會嚴重影響機器人的避障；另一種將超聲波傳感器分成多個組，每組里面又由多個超聲波傳感器模組來組成，這樣就可以避免了延時的問題，由于傳感器模塊里面都有單個的單片機來進行信號采集處理，這樣便增加了成本。

現在市面上較為常見的超聲波傳感器的信號處理的結構框圖如圖1所示，MCU引腳產生一個8個40Khz占空比50%的連續脈沖，通過三級管和中頻變壓器去激活超聲波傳感器的探頭，由于超聲波的回波信號非常弱且含有很多雜波，因此需要經過一個有源放大電路，高通放大電路和帶通濾波器來得到超聲波的發送信號和回波信號，接著經過一個過零比較器來調整一下波形，這時就可以得到一個回波比較明顯的信號，為了適應單片機引腳接受的電壓范圍，將過零比較器輸出的電路經過一個NPN的三級管來實現轉換，轉換過后的波形直接輸送給MCU進行ADC采樣，如果采集的電壓超過一定的值則認為接收到了回波，接著通過定時器計算超聲波的時間，這種方式會對MCU的資源有一定的要求，需要MCU具有ADC端口，但MCU的ADC端口有一定的數量，因此對多個超聲波傳感器就有一定的限制了。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲波信號處理電路、避障方法、存儲裝置及移動終端，以解決現有技術存在的上述缺陷中的至少一種，實現多個傳感器采集信號，又能節省成本的目的。

為達上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種超聲波信號處理電路，其特征在于，所述超聲波傳感器信號處理電路包括：

用于產生連續脈沖的MCU；

與所述MCU引腳相連接的三極管；

與所述三極管相連接、配合所述三極管、用于激活超聲波傳感器探頭的中頻變壓器；

與所述中頻變壓器相連接、用于將超聲波的回波信號放大的有源放大電路；

與所述有源放大電路相連接的高通濾波電路；

與所述高通濾波電路相連接、配合所述高通濾波電路、用于超聲波的發送信號和回波信號過濾的帶通濾波器；

與所述帶通濾波器相連接、用于調整波形的過零比較器；

與所述過零比較器相連接、用于將過零比較器輸出的電路轉換成適應單片機引腳接受電壓范圍的NPN三極管；

與所述NPN三極管相連接、用于將發送信號和回波信號形成方波的包絡檢波電路；

與所述包絡檢波電路相連接、用于對方波進行整形的電壓比較器；

所述電壓比較器與所述MCU外部中斷引腳相連接。

優選為，所述連續脈沖為8個40Khz占空比50%的連續脈沖。

優選為，所述電壓比較器為1.5V的電壓比較器。

一種避障方法，其特征在于，所述避障方法包括：

A、初始化定時器TIM1，TIM2以及相應的IO；

B、發送IO產生連續脈沖，同時打開定時器TIM1，TIM2來進行計數；

C、等待TIM2定時器計數完成，初始化IO中斷；

D、當進入IO中斷后，關閉TIM1定時器，并置位IO中斷標志位，在主循環中計算出超聲波回波的時間，并返回實際的距離。

優選為，所述TIM1的計時周期為9ms，TIM2的計時周期為1.4ms。

優選為，所述步驟C中如果TIM1超過了設置的定時器的周期則返回設定的最大距離值。

優選為，所述連續脈沖為8個40Khz占空比50%的連續脈沖。

一種存儲裝置，其特征在于，所述存儲裝置存儲有計算機程序，所述計算機程序能夠被執行以實現如上述所述的避障方法。

一種移動終端，其特征在于，包括：處理器、與所述處理器通信連接的存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述所述的避障方法；

所述處理器用于調用所述存儲器中的計算機程序，以執行上述所述的避障方法。