超聲波避障技術(shù)在智能掃地機(jī)器人中的應(yīng)用

　　基于超聲波避障技術(shù)是建立在獲取機(jī)器人前方障礙物的距離和位置信息上，故超聲波避障技術(shù)主要運(yùn)用超聲波傳感器，根據(jù)超聲波測(cè)距原理，結(jié)合矩陣式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的數(shù)據(jù)融合對(duì)機(jī)器人前方障礙物的距離和位置進(jìn)行定位。

　　超聲波測(cè)距技術(shù)的方法有很多，如相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法和渡越時(shí)間檢測(cè)法等。本論文是采用超聲測(cè)距最常用的方法渡越時(shí)間探測(cè)法。即在聲速已知的情況下，通過(guò)測(cè)量超聲波回聲所經(jīng)歷的時(shí)間來(lái)獲得距離。其原理圖如圖所示。

　　為了建立一個(gè)智能掃地機(jī)器人避障控制系統(tǒng)，重要的是要使智能掃地機(jī)器人能做到穩(wěn)定、連續(xù)避障，同時(shí)避障算法的制定應(yīng)根據(jù)智能掃地機(jī)器人行走系統(tǒng)的速度及反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)。

　　深圳世強(qiáng)代理的TDC-GP22芯片可以滿(mǎn)足上述設(shè)計(jì)應(yīng)用要求，它完全是一個(gè)單芯片代理超聲波發(fā)射與接收的全部電路。AMS公司利用純數(shù)字化CMOS技術(shù)生產(chǎn)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能將時(shí)間間隔的測(cè)量量化到22ps的精度，可以說(shuō)天生就肩負(fù)了推動(dòng)超聲波避障技術(shù)變革的使命。

　　圖1：超聲波測(cè)距原理圖

　　時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器TDC即為芯片TDC-GP22的技術(shù)核心，它利用信號(hào)通過(guò)邏輯門(mén)的絕對(duì)時(shí)間延遲來(lái)精確量化時(shí)間間隔。并且這個(gè)高精度的時(shí)間測(cè)量單元TDC，其分辨率達(dá)到22ps。

　　世強(qiáng)代理的TDC-GP22的重要特性還包括：

　　●溫度測(cè)量精度（2mkrms）;

　　●TOF飛行時(shí)差的溫漂（《0.3ps/k）;