CN203101645U - 导游机器人的多路红外障碍物检测装置 - Google Patents

Abstract

导游机器人的多路红外障碍物检测装置，包括进行集中控制的单片机，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号放大电路。所述的发射路选电路，包括与所述的单片机的端口1连接的反相器，与所述的反相器连接的第一模拟多路开关，所述的第一模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号；所述的信号发射电路，包括至少一组红外发射管；所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收电路连接的第二模拟多路开关，所述的第二模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号；所述的信号接收电路，包括至少一个红外接收管；所述的信号放大电路，包括第一放大滤波电路和第二放大滤波电路，所述的第二放大滤波电路的输出连接所述的单片机的AD端口。

Description

导游机器人的多路红外障碍物检测装置

技术领域

属传感器技术与移动机器人控制技术领域。

背景技术

当前工业机器人已经得到广泛应用，比如产品装配、焊接、喷漆以及物流，但是移动机器人相对工业机器人来说还存在很多没有攻克的技术难题，比如环境适应性，自定位，智能人机交互等。这些问题阻碍着移动机器人的广泛应用。但是在一些特殊的场合，比如展览馆、博物馆等场所，人员并不密集，场地环境不复杂并且规整，移动机器人可以做一些简单固定的引导工作。为了完成这项工作，需要移动机器人能够完成环境地图建立，路径规户，障碍物检测以及简单的人机交互。

其中，对于障碍物检测，除了安装可以获取丰富环境信息的摄像机系统以外，还需要借助传统障碍物检测手段，针对因为颜色、视角或者尺寸原因导致机器视觉功能失效的情况。目前，存在两种方式进行障碍物检测：超声波传感器因为价格原因不能密集布置，而红外线检测具有主要是通过检测反射回来的红外线能量来计算距离，具有反应速度快，无危害，价格低廉的特点，而得到广泛应用。但是因为导游机器人在整个大半个圆周的范围内都需要设置检测探头，所以电路结构复杂，器件繁多，不利于降低成本。

实用新型内容

本实用新型采用检测红外反射能量强度的方法测量障碍物距离，为导游机器人的障碍物检测提供一种结构简单，价格低廉，性能可靠，易于实现的解决方案。

本实用新型采取的技术方案：

导游机器人的多路红外障碍物检测装置，包括进行集中控制的单片机，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号放大电路。所述的发射路选电路，包括与所述的单片机的端口1连接的反相器，与所述的反相器连接的第一模拟多路开关，所述的第一模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号；

所述的信号发射电路，包括至少一组红外发射管，所述的红外发射管的阴极与所述的第一模拟多路开关的模拟通道连接，所述的红外发射管的阳极通过限流电阻连接电源VCC；

所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收电路连接的第二模拟多路开关，所述的第二模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号，将所述的信号接收电路的模拟信号输送到所述的第二模拟多路开关的公共端；

所述的信号接收电路，包括至少一个红外接收管，所述的红外接收管的阳极接地，阴极连接所述的第二模拟多路开关的模拟通道，可以接收红外光信号；

所述的信号放大电路，包括与所述的第二模拟多路开关的公共端连接的第一放大滤波电路，所述的第一放大滤波电路连接第二放大滤波电路，所述的第二放大滤波电路的输出连接所述的单片机的AD端口。

所述的发射路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。

所述的接收路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。

实施本实用新型的积极效果是：1、采用检测红外反射能量强度的方法测量障碍物距离，电路结构简单，检测速度快，性能可靠；2、采用多路信号分时复用的测量，简化了电路设计，减少了电路器件，降低成本。

 附图说明

图1是本实用新型的发射路选电路原理图；

图2是本实用新型的信号发射电路原理图；

图3是本实用新型的信号接收电路原理图；

图4是本实用新型的接收路选电路原理图；

图5是本实用新型的信号放大电路原理图。 

具体实施方式

参照图1－5，导游机器人的多路红外障碍物检测装置，包括进行集中控制的单片机1，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号放大电路。

所述的单片机1内部设置存储器，可存放程序，实现控制功能。

所述的发射路选电路，包括与所述的单片机1的端口1连接的反相器2，与所述的反相器2连接的第一模拟多路开关3，所述的第一模拟多路开关3连接所述的单片机1的通道选择信号A0、A1、A2和使能信号SEN。当使能信号SEN为低电平时，改变通道选择信号A0、A1、A2的数值，可以将所述的单片机1生成的交流信号分别输送给模拟通道X0、X1、…、X7。

所述的信号发射电路，包括至少一组红外发射管。以红外发射管D0为例，其阴极与所述的第一模拟多路开关3的模拟通道X0连接，阳极连接电阻R0，所述的电阻R0另一端连接电源VCC。因为所有的红外发射管是在不同时刻工作的，所以共用所述的电阻R0，这样可以减少电子器件。

所述的信号接收电路，包括至少一个红外接收管，所述的红外接收管的阳极接地，阴极连接所述的接收路选电路，可以接收红外光信号。因为所有的红外接收管是在不同时刻工作的，所以都没有接采样电阻，而是把公用的采样电阻放在所述的信号放大电路中，这样可以减少电子器件。

所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收电路连接的第二模拟多路开关4，所述的信号接收电路的红外接收管阴极连接至第二模拟多路开关4的模拟通道X0、X1、…、X7，所述的第二模拟多路开关4连接所述的单片机1的通道选择信号A0、A1、A2和使能信号REN。当使能信号REN为低电平时，改变通道选择信号A0、A1、A2的数值，可以将模拟通道X0、X1、…、X7的信号IR0、IR1、….、IR7输送至所述的第二模拟多路开关4的公共端。

所述的信号放大电路，包括与所述的第二模拟多路开关4的公共端连接的第一放大滤波电路，所述的第一放大滤波电路连接第二放大滤波电路，所述的第二放大滤波电路的输出连接所述的单片机1的AD端口。

所述的第一放大滤波电路包括，与所述的第二模拟多路开关4的公共端输出的信号SIGNAL连接电阻R1和电容C1，所述的电阻R1另一端连接电源VCC，所述的电容C1另一端连接到由第一运算放大器5，电阻R2，R3，R4和电容C2组成的反相放大滤波电路；所述的第二放大滤波电路包括与所述的第一运算放大器5的输出端连接的电容C3，所述的电容C3连接由第二运算放大器6，电阻R5，R6，R7和电容C4组成的反相放大滤波电路。

所述发射路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。所述接收路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。这样可以增加红外发射及接收通道的数量，提高红外检测的覆盖范围。

综上所述，本实用新型采用检测红外反射能量强度的方法测量障碍物距离， 并且采用多路信号分时复用的测量方法，因此具有电路结构简单，检测速度快，电路器件数量少，成本低，工作可靠的优点。

Claims (3)

1.导游机器人的多路红外障碍物检测装置，包括进行集中控制的单片机，发射路选电路，信号发射电路，信号接收电路，接收路选电路，信号放大电路，其特征是：所述的发射路选电路，包括与所述的单片机的端口1连接的反相器，与所述的反相器连接的第一模拟多路开关，所述的第一模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号；所述的信号发射电路，包括至少一组红外发射管，所述的红外发射管的阴极与所述的第一模拟多路开关的模拟通道连接，所述的红外发射管的阳极通过限流电阻连接电源VCC；所述的接收路选电路，包括与所述的信号接收电路连接的第二模拟多路开关，所述的第二模拟多路开关连接所述的单片机的控制信号，将所述的信号接收电路的模拟信号输送到所述的第二模拟多路开关的公共端；所述的信号接收电路，包括至少一个红外接收管，所述的红外接收管的阳极接地，阴极连接所述的第二模拟多路开关的模拟通道，可以接收红外光信号；所述的信号放大电路，包括与所述的第二模拟多路开关的公共端连接的第一放大滤波电路，所述的第一放大滤波电路连接第二放大滤波电路，所述的第二放大滤波电路的输出连接所述的单片机的AD端口。

2.根据权利要求1所述的导游机器人的多路红外障碍物检测装置，其特征是：所述的发射路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。

3.根据权利要求1所述的导游机器人的多路红外障碍物检测装置，其特征是：所述的接收路选电路，可以设置至少一个模拟多路开关。

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