KR101280563B1 - Transmitting /Receiving Integrated Chip for Mobile robot and Mobile robot using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동로봇의 동작에 필요한 송수신 기능이 집적된 고집적칩 및 그 고집적칩을 구비한 이동로봇을 제공한다. 본 발명은 주 발진기와, 트리거 발진기와, 상기 트리거 발전기와 연결된 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터와, 상기 바이브레이터와 상기 주 발진기의 출력을 합하여전달하는 버스터 게이트와, 상기 버스터 게이터의 출력을 송신센서로 전달하는 출력 드라이브 회로를 포함하는 송신부; 수신센서에 연결된 프리앰프와, 상기 프리앰프와 연결된 메인앰프와, 상기 메인앰프와 연결된 가변이득증폭기와, 상기 가변이득증폭기와 연결된 검파회로와, 상기 검파회로에 연결된 파형 정형회로와, 상기 파형 정형회로에 연결된 거리펄스생성회로를 구비하는 수신부; 및 상기 주 발진기의 파형을 카운팅하여 상기 가변이득증폭기의 가변이득을 제어하기 위한 신호를 제공하는 카운터를 포함하는 이동로봇을 위한 송수신칩을 제공한다.The present invention provides a highly integrated chip integrated with a transmission and reception function required for the operation of the mobile robot, and a mobile robot having the highly integrated chip. The present invention provides a main oscillator, a trigger oscillator, a time-stable monostable multivibrator connected to the trigger generator, a buster gate that delivers the outputs of the vibrator and the main oscillator, and outputs the output of the buster gator to a transmission sensor. A transmitter including an output drive circuit for transmitting; A preamplifier connected to a receiving sensor, a main amplifier connected to the preamplifier, a variable gain amplifier connected to the main amplifier, a detection circuit connected to the variable gain amplifier, a waveform shaping circuit connected to the detection circuit, and the waveform shaping A receiver having a distance pulse generation circuit connected to the circuit; And a counter for counting a waveform of the main oscillator and providing a signal for controlling the variable gain of the variable gain amplifier.

Description

이동로봇을 위한 송수신 고집적칩 및 그를 구비한 이동로봇{Transmitting /Receiving Integrated Chip for Mobile robot and Mobile robot using the same}Transmitting / Receiving Integrated Chip for Mobile robot and Mobile robot using the same}

본 발명은 이동로봇을 위한 송수신 고집적 칩 및 그를 구비한 이동로봇에 관한 것이다.
The present invention relates to a transmission and reception integrated chip for a mobile robot and a mobile robot having the same.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발 산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소로봇이다. 이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서, 먼지 또는 이물질을 흡입하는 기기이다. Robots have been developed for industrial use and as part of factory automation, or have been used to collect or collect information on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. This field of robotics has been developed in recent years as it is used in the state-of-the-art space development industry, and until recently, human-friendly home robots have been developed. A representative example of such a human-friendly home robot is a cleaning robot. A cleaning robot, a mobile robot, is a device that inhales dust or foreign substances while driving itself in a certain cleaning area such as a house or an office.

이동로봇은 그 특징상 입력되는 신호를 수신하고 신호를 출력하는 회로를 반드시 구비해야 한다. 이동로봇에 구비되는 송수신회로는 일반적으로 아날로그 회로를 이용하여 구현한다. 아날로그로 초음파센서의 송수신 회로를 구성할 경우 회로의 크기가 크고, 소비전력도 크며, 특성을 변경 또한 어렵다
The mobile robot must have a circuit for receiving an input signal and outputting the signal. The transmission and reception circuit provided in the mobile robot is generally implemented using an analog circuit. In case of configuring the transmitting / receiving circuit of the ultrasonic sensor with analog, the circuit size is large, power consumption is large, and the characteristics are also difficult to change.

본 발명은 이동로봇의 동작에 필요한 송수신 기능이 집적된 고집적칩 및 그 고집적칩을 구비한 이동로봇을 제공한다.
The present invention provides a highly integrated chip integrated with a transmission and reception function required for the operation of the mobile robot, and a mobile robot having the highly integrated chip.

본 발명은 주 발진기와, 트리거 발진기와, 상기 트리거 발전기와 연결된 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터와, 상기 바이브레이터와 상기 주 발진기의 출력을 합하여 전달하는 버스터 게이트와, 상기 버스터 게이터의 출력을 송신센서로 전달하는 출력 드라이브 회로를 포함하는 송신부; 수신센서에 연결된 프리앰프와, 상기 프리앰프와 연결된 메인앰프와, 상기 메인앰프와 연결된 가변이득증폭기와, 상기 가변이득증폭기와 연결된 검파회로와, 상기 검파회로에 연결된 파형 정형회로와, 상기 파형 정형회로에 연결된 거리펄스생성회로를 구비하는 수신부; 및 상기 주 발진기의 파형을 카운팅하여 상기 가변이득증폭기의 가변이득을 제어하기 위한 신호를 제공하는 카운터를 포함하는 이동로봇을 위한 송수신칩을 제공한다.The present invention relates to a main oscillator, a trigger oscillator, a time-stable monostable multivibrator connected to the trigger generator, a buster gate for delivering the sum of the outputs of the vibrator and the main oscillator, and the output of the buster gator as a transmission sensor. A transmitter including an output drive circuit for transmitting; A preamplifier connected to a receiving sensor, a main amplifier connected to the preamplifier, a variable gain amplifier connected to the main amplifier, a detection circuit connected to the variable gain amplifier, a waveform shaping circuit connected to the detection circuit, and the waveform shaping A receiver having a distance pulse generation circuit connected to the circuit; And a counter for counting a waveform of the main oscillator and providing a signal for controlling the variable gain of the variable gain amplifier.

본 발명은 이동로봇에 부착되어 장애물 감지를 위해 초음파 신호를 송신하는 송신용 이방성 초음파센서; 상기 송신용 이방성 초음파센서에서 송신된 초음파신호에 응답하여 수신된 초음파신호를 수신하는 수신용 이방성 초음파센서; 상기 송신용 초음파 센서가 초음파 센서에 송신할 수 있게 제어하고, 그에 대응하여 상기 수신된 초음파신호에 대응하는 출력파형을 제공하기 위한 송수신 칩; 및 이동로봇에 내장되어 상기 송수신 칩으로 받은 신호를 사용하여 초음파의 도달시간을 계산하고, 초음파의 도달 시간을 이용하여 현재 이동로봇의 위치를 계산하는 마이크로프로세서를 구비하고, 상기 송수신 칩은 주 발진기와, 트리거 발진기와, 상기 주 발진기와 상기 주 발진기의 출력을 합하여 상기 송신용 이방성 초음파 센서로 전달하는 버스터 게이트를 포함하는 송신부; 상기 수신용 이방성 초음파센서에 연결된 메인앰프와, 상기 메인앰프와 연결된 가변이득증폭기와, 상기 가변이득증폭기와 연결되어, 상기 출력파형을 생성하는 거리펄스생성회로를 구비하는 수신부; 및 상기 주 발진기의 파형을 카운팅하여 상기 가변이득증폭기의 가변이득을 제어하기 위한 신호를 제공하는 카운터를 포함하는 이동로봇을 제공한다.
The present invention provides an anisotropic ultrasonic sensor attached to the mobile robot for transmitting an ultrasonic signal for detecting the obstacle; A receiving anisotropic ultrasonic sensor for receiving the received ultrasonic signal in response to the ultrasonic signal transmitted from the transmitting anisotropic ultrasonic sensor; A transmit / receive chip for controlling the transmitting ultrasonic sensor to transmit to the ultrasonic sensor and correspondingly providing an output waveform corresponding to the received ultrasonic signal; And a microprocessor embedded in a mobile robot to calculate the arrival time of the ultrasonic waves using the signal received from the transmission / reception chip, and to calculate the position of the current mobile robot using the arrival time of the ultrasonic waves. And a transmitter including a trigger oscillator and a buster gate for adding the outputs of the main oscillator and the main oscillator to the transmitting anisotropic ultrasonic sensor. A receiver comprising a main amplifier connected to the receiving anisotropic ultrasonic sensor, a variable gain amplifier connected to the main amplifier, and a distance pulse generation circuit connected to the variable gain amplifier to generate the output waveform; And a counter for counting the waveform of the main oscillator and providing a signal for controlling the variable gain of the variable gain amplifier.

본 발명에 의한 송수신 디지털 고집적칩을 사용하여 되면, 기존의 아날로그 회로로 구현한 송수신 기능에서의 단점이 극복된다. 회로의 크기를 줄일수 있으며, 저전압 저전력형 설계를 통해 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 송수신 디지털 고집적칩은 가변이득증폭기를 구비하고 있기 때문에, 물체를 감지시 고감도로 감지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 송수신 디지털 고집적칩 다양한 송신모드(Free Run모드, 외부트리거 모드)를 구현할 수 있다.By using the digital transmission / reception chip according to the present invention, disadvantages in the transmission / reception function implemented by the existing analog circuit are overcome. The circuit size can be reduced, and the low-voltage low-power design can reduce power consumption. In addition, since the digital transmit / receive chip according to the present invention includes a variable gain amplifier, it is possible to detect an object with high sensitivity. In addition, it is possible to implement various transmission modes (free run mode, external trigger mode) of the transmission and reception digital highly integrated chip according to the present invention.

또한, 본 발명에 의한 송수신 디지털 고집적칩을 구비하는 이동로봇은 이방성 초음파센서를 사용하여 적은 수의 초음파센서를 사용하여도 전방의 모든 범위에 걸쳐 장애물 감지가 가능하며, 송수신 고집적칩을 사용하여 먼거리에 있는 장애물도 쉽게 인식할 수 있게 있으며, 장애물을 인식하였을 경우 쉽게 회피할 수 있다.In addition, the mobile robot having a digital transmit / receive chip according to the present invention is capable of detecting obstacles over the entire range using a small number of ultrasonic sensors using anisotropic ultrasonic sensors, and uses a high transmit / receive chip for long distances. Obstacles in the can be easily recognized, and if the obstacle is recognized can be easily avoided.

결국, 본 발명은 크기는 작고, 소비전력은 작으면서, 이동로봇에 이방성 초음파센서의 설치를 용이하게 하고, 이동로봇의 배터리 소비를 감소시킬 수 있는 송수신 고집적칩을 제공한다.
As a result, the present invention provides a high transmit / receive integrated chip capable of facilitating the installation of the anisotropic ultrasonic sensor in the mobile robot and reducing the battery consumption of the mobile robot while having a small size and low power consumption.

도1은 범용초음파센서를 사용하였을 경우 이동로봇의 주행 중 장애물 인식범위를 나타낸 개략도.
도2는 본 발명에 의한 이동로봇이 이방성 초음파센서를 사용하였을 경우 이동로봇의 주행 중 장애물 인식범위를 나타낸 개략도.
도3는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 구성을 보인 블럭도
도4는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 구비되는 고집적 송수신 칩을 나타내는 내부 블럭도.
도5는 도3의 이동로봇이 장애물을 인식하는 방법을 보인 개략도.
<도면의주요부분에 대한 부호의 설명>
11 주 발진기 12 Multi Vibrator
13 트리거 발진기 14 출력 드라이브 회로
15 Burst Gate 16 Pre Amp
17 Main Amp 18 가변이득증폭기
19 검파회로 20 이동로봇
21 마이크로 프로세서 22 수신이득증폭부
23 송신전압증폭부 24 수신용 이방성초음파센서1
25 수신용 이방성초음파센서2 26 송신용 이방성초음파센서
27 구동모터 28 모터구동회로
30 사각지대
31 수신용 이방성초음파센서1의 장애물인식가능범위
32 수신용 이방성초음파센서1,2의 장애물인식가능범위
33 수신용 이방성초음파센서2의 장애물인식가능범위
34 장애물
Figure 1 is a schematic diagram showing the obstacle recognition range while driving the mobile robot when using a universal ultrasonic sensor.
Figure 2 is a schematic diagram showing the obstacle recognition range of the mobile robot when the mobile robot according to the present invention using an anisotropic ultrasonic sensor.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is an internal block diagram showing a highly integrated transceiver chip of the mobile robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing how the mobile robot of FIG. 3 recognizes an obstacle.
<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11 main oscillators 12 Multi Vibrator
13 Trigger Oscillators 14 Output Drive Circuits
15 Burst Gate 16 Pre Amp
17 Main Amp 18 Variable Gain Amplifier
19 Detection Circuit 20 Mobile Robot
21 Microprocessor 22 Receive Gain Amplifier
23 Transmitting voltage amplifier 24 Anisotropic ultrasonic sensor for reception 1
25 Anisotropic ultrasonic sensor for reception 2 26 Anisotropic ultrasonic sensor for transmission
27 Drive motor 28 Motor drive circuit
30 blind spots
31 Obstacle Recognition Range of Reception Anisotropic Ultrasonic Sensor 1
32 Obstacle Recognition Range of Receiving Anisotropic Ultrasonic Sensor 1,2
33 Obstacle recognition range of the anisotropic ultrasonic sensor 2 for reception
34 obstacles

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. do.

본 발명은 이동로봇이 주행 중 장애물회피를 보다 용이하게 할 수 있는 송수신 고집적칩을 구비한 이동로봇에 관한 것이다. 또한 본 실시예에 의한 이동로봇은 이방성 센서를 사용한다.The present invention relates to a mobile robot having a high transmit / receive integrated chip capable of more easily avoiding obstacles while the mobile robot is driving. In addition, the mobile robot according to the present embodiment uses an anisotropic sensor.

도1은 범용초음파센서를 사용하였을 경우 이동로봇의 주행 중 장애물 인식범위를 나타낸 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing the obstacle recognition range while driving the mobile robot when using a universal ultrasonic sensor.

도1에 도시된 바와 같이, 범용초음파 센서를 사용하게 되면, 범용 초음파 센서의 전면 방사각이 60도밖에 되지 않아, 소량으로 이동로봇에 설치하였을 경우 장애물 감지 시에 장애물 인식가능 범위가 적어 충동회피 능력이 떨어진다. 여기서 수신용 이방성초음파센서1의 장애물인식가능범위(31)와 수신용 이방성초음파센서2의 장애물인식가능범위(33)가 좁아서 사각지대(30)이 넓게 생길 수 밖에 없다.As shown in FIG. 1, when the universal ultrasonic sensor is used, the front radiation angle of the universal ultrasonic sensor is only 60 degrees, and when installed in the mobile robot in a small amount, the obstacle recognition range is small when the obstacle is detected, thereby avoiding impulse avoidance. Poor ability Here, the obstacle recognition range 31 of the receiving anisotropic ultrasonic sensor 1 and the obstacle recognition range 33 of the receiving anisotropic ultrasonic sensor 2 are narrow, so that the blind spot 30 may be wide.

본 발명에서는 이를 극복하기 위해, 가로 방향으로 180도 정도의 광지향 특성을 가지며, 세로 방향으로는 불필요한 신호를 수신하지 않도록 30~60도 정도로 제한된 이방성 초음파센서를 설치한 이동로봇을 제안한다.In order to overcome this problem, the present invention proposes a mobile robot having an anisotropic ultrasonic sensor limited to about 30 to 60 degrees so as to have an optical orientation of about 180 degrees in the horizontal direction and not to receive unnecessary signals in the vertical direction.

도2는 본 발명에 의한 이동로봇이 이방성 초음파센서를 사용하였을 경우 이동로봇의 주행 중 장애물 인식범위를 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the obstacle recognition range of the mobile robot when the mobile robot according to the present invention using an anisotropic ultrasonic sensor.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이동로봇이 이동로봇이 이방성 초음파 센서를 구비하게 되면, 이방성 초음파센서는 인식할 수 있는 범위가 가로 방향으로 180도 정도의 광지향 특성을 가지기 때문에, 수신용 이방성초음파센서1의 장애물인식가능범위(31)와, 수신용 이방성초음파센서1,2의 공통 장애물인식가능범위(32)와, 수신용 이방성초음파센서2의 장애물인식가능범위(33)가 매우 넓어 진다. 따라서 충동회피 능력이 향상된다.
As shown, when the mobile robot according to the present invention includes the anisotropic ultrasonic sensor, the anisotropic ultrasonic sensor has an optical recognition characteristic of about 180 degrees in the horizontal direction, so that the anisotropic ultrasonic sensor can receive anisotropy. The obstacle recognizable range 31 of the ultrasonic sensor 1, the common obstacle recognizable range 32 of the receiving anisotropic ultrasonic sensors 1 and 2, and the obstacle recognizable range 33 of the receiving anisotropic ultrasonic sensor 2 become very wide. . Therefore, the impulse avoidance ability is improved.

도3는 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇의 구성을 보인 블럭도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇은 마이크로 프로세서(21), 송신용 이방성 초음파 센서1(26), 수신용 이방성 초음파 센서1(24), 수신용 이방성 초음파 센서2(25), 송신이득 증폭부(23), 수신이득 증폭부(22), 수신이득 증폭부(20), 모터구동회로(28), 모터(27)를 구비한다.As shown in Figure 3, the mobile robot according to the embodiment of the present invention is a microprocessor 21, anisotropic ultrasonic sensor 1 (26) for transmission, anisotropic ultrasonic sensor 1 (24) for reception, anisotropic ultrasonic sensor 2 for reception (2). 25, a transmission gain amplifier 23, a reception gain amplifier 22, a reception gain amplifier 20, a motor drive circuit 28, and a motor 27 are provided.

송신용 이방성 초음파 센서1(26)는 초음파 신호를 송신받는 센서이고, 수신용 이방성 초음파 센서1(24)와 수신용 이방성 초음파 센서2(25)는 초음파 신호를 수신하는 센서이다. 송신이득 증폭부(23), 수신이득 증폭부(22) 및 수신이득 증폭부(20)는 각각 대응하는 센서에 사용되는 신호를 증폭하고 마이크로 프로세서가 인식할 수 있는 신호로 변환 하기 위한 것이다. 모터구동회로(28)는 모터(27)를 구동하기 위한 것이고, 마이크로 프로세서(21)는 각 센서와 증폭부 및 모터구동회로의 동작을 제어하기 위한 것이다.
The anisotropic ultrasonic sensor 1 26 for transmission is a sensor for receiving an ultrasonic signal, and the anisotropic ultrasonic sensor 1 24 for receiving and the anisotropic ultrasonic sensor 2 25 for receiving are sensors for receiving an ultrasonic signal. The transmission gain amplifier 23, the reception gain amplifier 22, and the reception gain amplifier 20 are each for amplifying a signal used in a corresponding sensor and converting the signal into a signal that can be recognized by the microprocessor. The motor driving circuit 28 is for driving the motor 27, and the microprocessor 21 is for controlling the operation of each sensor, the amplifier and the motor driving circuit.

도4는 본 발명의 실시예에 따라 이동로봇이 구비되는 고집적 송수신 칩을 나타내는 내부 블럭도이다. Figure 4 is an internal block diagram showing a highly integrated transmit and receive chip equipped with a mobile robot according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 송수신 칩은 초음파 신호를 출력하고, 그 출력된 초음파 신호에 응답하는 신호를 수신받아 어느 정도의 시간간격에 수신신호가 입력되는지를 프로세스에게 알려주는 역할을 한다.The transmit / receive chip according to the present embodiment outputs an ultrasonic signal, and receives a signal in response to the output ultrasonic signal, and informs the process of how long the received signal is input.

본 실시예에 따른 이동로봇에 구비되는 고집적 송수신 칩은 송신부와 수신부로 구분된다.The highly integrated transceiver chip provided in the mobile robot according to the present embodiment is divided into a transmitter and a receiver.

송신부는 주 발진기(11), 트리거 발진기(13), 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터(Multi Vibrator,12), 버스터 게이트(Burst Gate, 15) 및 출력 드라이브 회로(14)를 포함한다. 출력 드라이브 회로(14)는 송신용 센서와 연결된다.The transmitting unit includes a main oscillator 11, a trigger oscillator 13, a time sustained monostable multi-vibrator 12, a burst gate 15 and an output drive circuit 14. The output drive circuit 14 is connected with a sensor for transmission.

송신부의 주 발진기(11)는 그 성능이 20~100kHz 범위로 가변할 수 있는 사양으로 하며, 용도에 따라 그 주파수 범위는 변경이 가능하다. 주 발전기(11)는 초음파 신호를 생성하는 역할을 한다.The main oscillator 11 of the transmitter has a specification that its performance can be varied in the range of 20 to 100 kHz, and its frequency range can be changed depending on the purpose. The main generator 11 serves to generate an ultrasonic signal.

트리거 발진기(13)는 5~100Hz 범위로 가변되어 초음파센서의 동작속도를 조절할 수 있고, 사용환경에 따라 변화할 수 있다. 주종인 센서는 40kHz 대역에서 동작하지만 특수한 용도로서 저주파 원거리(20kHz)부터 고주파 정밀 측정까지 대응할 수 있는 성능이 요구된다. 주 발진기(11)의 동작 주파수는 외부 단자에 연결되는 R,C 값으로 가변되게 할 수 있다.Trigger oscillator 13 is variable in the range of 5 ~ 100Hz to adjust the operating speed of the ultrasonic sensor, it can be changed according to the use environment. The dominant sensor operates in the 40kHz band, but as a special use, it is required to be able to cope with low frequency far distance (20kHz) to high frequency precision measurement. The operating frequency of the main oscillator 11 may be varied by R and C values connected to external terminals.

트리거 발진기(13)는 5~100Hz 범위로 가변되는데 버스터(Burst)신호의 주기를 조절하기 위한 것이다. 본 실시예에 따른 이동로봇에 구비되는 센서는 20~30Hz 정도의 동작범위를 가지고 있을 수 있으나, 기타 산업용 용도로 사용될 경우 그 주변 환경에 따라 다른 주기를 선정할 수도 있게끔 외부의 R,C로 동작 주파수를 정할 수 있다.  Trigger oscillator 13 is variable in the range of 5 ~ 100Hz to adjust the period of the burst signal (Burst). The sensor provided in the mobile robot according to the present embodiment may have an operating range of about 20 to 30 Hz, but when used for other industrial purposes, it may be operated by external R and C so as to select a different period according to its surrounding environment. You can set the frequency.

시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터(12)는 버스터 신호의 지속시간을 결정하는 중요한 부분으로 초음파 음압의 세기나 거리측정 정밀도에 관계되므로 적절한 범위를 세팅해야 되는데, 공중파 40kHz 용도로는 약 1ms 정도가 최적이다. 이 값도 외부의 R,C 시정수에 의해 결정될 수 있다.The time-stable monostable multivibrator 12 is an important part of determining the duration of the buster signal. It is related to the strength of the ultrasonic sound pressure or the accuracy of the distance measurement. Therefore, an appropriate range should be set. to be. This value can also be determined by external R and C time constants.

지금까지 설명한 3가지 발진부 요소(11,12,13)는 송수신 칩 자체에 내장된 기능을 활용하여 단독으로 사용할 때 유용하지만 프로세서등 외장의 시스템에서 신호를 생성하여 인가할 때는 그 기능을 사용하지 않도록 독립된 블록으로 배열하고 필요시에만 외부 핀 접속으로 사용할 수 있게 구성된다. 따라서 본 실시예에 따른 송수신 칩은 여러 가지 사양과 용도에 모두 대응한 구조로 되어 있다. 외부연결단차가 있기 때문에, 바로 외부연결단자를 연결하여 사용할 수도 있고, 외부연결단자를 통해 원하는 신호를 제공할 수도 있는 것이다.The three oscillator elements (11, 12, 13) described so far are useful when used alone by utilizing functions built into the transceiver chip itself, but do not use the functions when generating and applying signals from an external system such as a processor. It is arranged in a separate block and can be used as an external pin connection only when necessary. Therefore, the transmission / reception chip according to the present embodiment has a structure corresponding to all of various specifications and uses. Since there is an external connection step, it is possible to connect and use an external connection terminal directly, or to provide a desired signal through the external connection terminal.

버스터 게이트(15)는 단순한 로직 논리곱을 구현하는 게이트로서 주 발진파형을 단속하는데 내장된 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터(12) 출력을 사용하거나 외부의 프로그램에 의해 제어가 가능하다.The buster gate 15 is a gate that implements a simple logic logical product, and can be controlled by an external program or by using the built-in time-stable monostable multivibrator 12 output for controlling the main oscillation waveform.

버스터 게이트(15)는 결국, 주 발진기(11)에서 출력되는 신호와 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터(12)에서 제공되는 신호를 합하여 출력하는 역할을 한다.이 버스터 게이트(15)를 통과함으로써 버스터 파형이 생성되는데, 그 전력이 매우 약하므로 출력 드라이버 회로(14)가 전력을 증강시킨다. The buster gate 15 eventually serves to sum and output the signal output from the main oscillator 11 and the signal provided from the time-stable monostable multivibrator 12. By passing through the buster gate 15, the buster Waveforms are generated whose output is so weak that the output driver circuit 14 augments it.

출력 드라이버 회로(14)는 외부에서 제공되는 전압(5 ~40V DC)에 따라 출력되는 신호의 레벨을 변화시키게 된다. 최종 출력은 최대전류 20mA까지 드라이브 능력을 갖추고 이 부분에서 특별히 전원전압을 강화할 수 있으므로(최대 40Vdc), 상당한 음압출력을 얻을 수 있다. 또한 내장된 출력회로는 PP(Push-Pull) 방식으로 낮은 임피던스와 댐핑(Damping) 효과를 얻을 수 있는데, 이러한 PP 회로에서 위험성을 가지는 순간 단락 현상을 회피하기 위한 NOP 소자를 사용할 수 있다.The output driver circuit 14 changes the level of the output signal according to an externally provided voltage (5 to 40V DC). The final output is capable of driving up to 20mA of current and can specifically boost the supply voltage in this area (up to 40Vdc), resulting in a significant negative pressure output. In addition, the built-in output circuit can achieve a low impedance and damping effect using a push-pull (PP) method, and a NOP device can be used to avoid a dangerous short circuit in the PP circuit.

본 실시예에 따른 고집적 송수신 칩에 구비되는 모든 회로는 전원전압 5V를 기본으로 설계됨으로 일반적인 디지털 회로와 동일한 전원을 사용할 수 있는 것이 장점이다. 또한, 사용되는 용도에 따라 12V 전원을 사용하거나 산업용으로는 24V 전원을 사용할 수 있다.
Since all circuits provided in the highly integrated transceiver chip according to the present embodiment are designed based on a power supply voltage of 5V, the same power source as a general digital circuit can be used. In addition, depending on the application, a 12V power supply can be used, or a 24V power supply can be used for industrial purposes.

수신부는 주 증폭을 3단으로서 프리앰프(Pre Amp, 16), 메인앰프(Main Amp, 17), 가변이득증폭기(18), 검파회로(19), 파형 정형회로(20), 거리펄스생성회로(21) 등으로 구성된다. 또한, 가변이득증폭기(18)는 카운터(15)와 연결되어 있다.The receiver has three stages of main amplification, pre-amp 16, main amplifier 17, variable gain amplifier 18, detection circuit 19, waveform shaping circuit 20, distance pulse generation circuit. (21) and the like. The variable gain amplifier 18 is also connected to the counter 15.

수신부는 증폭단(16,17,18)이 3단으로 되어 있는데, 첫번째의 프리앰프(16)는 최대 약 30dB의 증폭도를 가지고 있고, 외부에 연결되는 R,C에 의해 게인이나 주파수의 특성변화를 할 수 있고, 필터를 구성할 수 있다. 즉, 외부연결단자를 바로연결할 수도 있고, 필터를 연결할 수도 있다. 프리앰프(16) 부분에서 증폭도를 약 20dB로 할수 있으며, 좀 더 넓은 조절범위를 확보하기 위해 이득 배분을 조정할 수 있다. 또한 이 프리앰프는 완전히 독립된 회로로서 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있도록 구현할 수 있다.The receiver has three stages of amplification stages 16, 17 and 18. The first preamplifier 16 has an amplification degree of up to about 30 dB, and changes in gain or frequency characteristics by R and C connected to the outside. You can do that and configure your filter. That is, the external connection terminal can be directly connected or a filter can be connected. In the preamplifier 16, the amplification degree can be set to about 20 dB, and the gain distribution can be adjusted to obtain a wider adjustment range. The preamplifier is also a completely independent circuit that can be implemented to be selectively used as needed.

메인 앰프(17)는 약 14dB 정도로 고정되어 있어 외부 조정은 불필요하고, 이어지는 가변이득 증폭기(VGA,18)는 최대 26dB의 게인을 가질 수 있다. 따라서 수신부의 총합 최대 게인은 약 70dB(3,000배)에 육박한다. 일반적인 초음파 수신 모듈의 게인인최대 900~1,000배 정도임을 비교하면 대단히 고감도이다.The main amplifier 17 is fixed at about 14 dB, so no external adjustment is necessary, and the subsequent variable gain amplifier (VGA) 18 can have a gain of up to 26 dB. Therefore, the total maximum gain of the receiver is about 70 dB (3,000 times). It is very sensitive compared to the gain of 900 ~ 1,000 times the gain of general ultrasonic receiver module.

본 실시예에 따른 고집적 송수신 칩에 구비되는 블럭중 가장 핵심적인 것은 가변이득증폭기(18)로서 다른 용어로는 경시 가변 이득 증폭기라고 할 수 있는데, 시간이 경과함에 따라 점차로 게인을 증가시키는 것으로 목적과 중요성에 관해서 다음과 같이 설명할 수 있다. 원거리까지 통달거리를 확장하여 물체를 감지하려면 대체로 수신감도가 높아야 한다. 그런데 그 상태로 근거리의 물체에서는 음압이 강하므로 수신기가 금방 포화되어 버린다. Among the blocks included in the highly integrated transceiver chip according to the present exemplary embodiment, the variable gain amplifier 18 may be referred to as a variable gain amplifier over time. The gain and gain may be gradually increased over time. The importance can be explained as follows. In order to detect an object by extending the communication distance to a long distance, the reception sensitivity is generally high. However, since the sound pressure is strong in the near object, the receiver saturates quickly.

포화된 신호는 그 타이밍이 애매하여 정확한 계측이 곤란하고 후속되는 미세한 신호는 마스킹 되어 불감지 상태가 된다. 그러므로 이 상태에서는 게인을 낮추어 명확한 신호를 받아야 되는데, 이제는 원거리 신호가 약해져서 감지 불능이 된다. 따라서 감지 대상물체의 거리에 따라 게인을 조절해 주어야 하는데, 그 기능을 자동으로 이루어지게끔 하는 장치이다. The saturated signal is ambiguous in timing, making accurate measurement difficult, and subsequent fine signals are masked to become insensitive. Therefore, in this state, the gain must be lowered to receive a clear signal, but the far-field signal is weakened and becomes undetectable. Therefore, it is necessary to adjust the gain according to the distance of the object to be detected. It is a device to make the function automatic.

이는 카운터에서 제공되는 제어신호에 따라 가변이득조절기(18)의 이득이 조절됨으로서 구현될 수 있다. 카운터는 예정된 숫자만큼 카운팅을 하였다가 리셋되는데, 이 카운팅되는 신호가 가변이득조절기(18)로 제공됨으로써, 가변이득조절기(18)는 자동으로 카운터에서 입력되는 신호에 따라 이득을 가변시킬 수 있는 것이다.This may be implemented by adjusting the gain of the variable gain controller 18 according to the control signal provided from the counter. The counter is counted by a predetermined number and then reset. The counted signal is provided to the variable gain controller 18 so that the variable gain controller 18 can automatically vary the gain according to the signal input from the counter. .

물체의 거리에 따라서 버스터 발신과의 시간차가 비례한다는 사실에 의거하여 발신 초기에 최소의 감도에서 점차로 증가시키고, 다음번 발신 때에는 리셋(Reset)과 동시에 동일 조작을 반복하는 구조이다. 이러한 기능의 회로는 일반적인 범용 부품으로써 구현하기에는 대단히 어렵다. 물론 예전에는 이러한 기능을 가진 OP Amp를 이용하여 시간함수 발생장치와 더불어 복잡한 제어로써 구현된 사례가 있었지만, 현재는 그러한 아날로그 디바이스(Analog Device)로 구현하게 되면 디지털의 장점을 구현할 수 없다. On the basis of the fact that the time difference from the buster transmission is proportional to the distance of the object, it gradually increases from the minimum sensitivity at the beginning of the transmission, and the same operation is repeated at the same time as the reset. This functional circuit is very difficult to implement as a general purpose component. Of course, in the past, there have been cases of using an op amp having such a function as a complex function in addition to a time function generator, but now, such an analog device cannot realize the advantages of digital.

외부의 전기적 신호로써 이득을 변화시키는 방법은 예전의 아날로그 방식으로는 제곱 또는 제곱근 연산을 하는 특성의 반도체 소자나 물질을 삽입하는 것이었는데, 근래에는 모두 디지털 방식으로 바뀌어 디지털값을 D/A 변환하여 그것을 저항치의 변화로 전환하고, 피드백 회로에 삽입하는 방식이 사용된다. 프로그램에 의해 제어가 손쉽고 사양 변경도 가능하다.The method of changing gain by an external electrical signal was to insert a semiconductor device or a material having a characteristic of performing square or square root operation in the previous analog method. In recent years, all of them are digitally converted to D / A conversion. A method of converting it into a change in resistance value and inserting it into a feedback circuit is used. Program control is easy and specification can be changed.

본 실시예에 따른 송수신 칩은 초기 버스터 아웃(Burst Out) 순간을 시점으로 하여 카운터(Counter)에 의한 수치화를 행하고, 이 수치의 변화에 따라 피드백 저항 어레이를 순차적으로 개폐시켜 단계적으로 게인을 증가시키는 방식이다. The transmit / receive chip according to the present embodiment performs digitization by a counter at an initial burst out point, and sequentially increases and decreases gain by sequentially opening and closing the feedback resistor array according to the change of this value. That's the way.

마치 특수한 음향기기의 레벨 제어부가 디텐트 볼륨(Detent Volume)을 제어하는 것과 흡사한 동작인데 자동으로 이루어진다는 점이 특징이다. 여기에 사용되는 카운터의 클럭은 주 발진기(20~100kHz) 출력 신호를 그대로 이용한다. 이 원리로는 주파수가 낮으면 이득 증가속도가 완만하고, 주파수에 비례해서 점차 그 증가 기울기가 커진다. 즉 낮은 주파수는 공기 중에서 감쇠가 적어 상당한 거리까지 도달되므로 완만한 증가가 현실적이고, 높은 주파수는 그 감쇠가 급격하므로(도달거리가 짧음) 신속한 이득 보상이 필요하게 된다. 이것으로써 고주파용 센서도 어느 정도 측정거리를 연장할 수 있다.It is an operation similar to controlling the detent volume by the level control unit of a special acoustic device, which is characterized by automatic operation. The counter clock used here uses the main oscillator (20-100kHz) output signal. In this principle, the lower the frequency, the slower the speed of gain increase, and the increasing slope gradually increases in proportion to the frequency. In other words, low frequencies have less damping in the air and reach a considerable distance, so a gentle increase is realistic, while high frequencies have a rapid damping (shorter reach), requiring fast gain compensation. This allows the high frequency sensor to extend the measurement distance to some extent.

검파회로(19)는 차동 증폭기를 이용한 전파 정류방식으로서 신호 손실이 매우 적은 우수한 회로를 사용한다. 이 방식은 초음파 수신신호에 동기를 맞추어 스위치를 개폐함으로써 제로 포인트(Zero Point)까지 완전하게 신호전달이 된다. 이렇게 검파가 이루어진 파형은 수신신호의 엔빌롭(Envelope)만을 추출한 산 모양으로서 그대로는 디지털 회로에 입력할 수 없으므로, 다시 파형 정형을 행하는데 제로 크로싱(Zero Crossing) 개념의 비교기를 통해 완전한 방형파로 변환된다. 실제로는 0 전위보다 약간 높은 위치에서 문턱값(Threshold)를 설정하여 미세한 노이즈(Noise)나 리플(Ripple)을 무시하도록 적절한 지점을 정한다. The detection circuit 19 uses an excellent circuit having a very low signal loss as a full-wave rectification method using a differential amplifier. In this method, the signal is completely transmitted to the zero point by opening and closing the switch in synchronization with the ultrasonic reception signal. The detected waveform is a shape of a mountain from which only the envelope of the received signal is extracted and cannot be directly input to a digital circuit. Therefore, the waveform is transformed into a completely square wave through a comparator of zero crossing concept. do. In practice, set the threshold at a position slightly above the zero potential to determine the appropriate point to ignore fine noise or ripple.

이 문턱값(Threshold) 전위는 외부에서 조정 가능한 구조로 구현되었다. 이렇게 정형된 방형파는 외부 출력단자로 나오지만 일부는 거리펄스 생성 회로로 인가된다. 이 회로(21)는 래치기능으로서 송신 버스터발생 시와 수신신호 입력 시의 시간차를 펄스 폭의 지속 시간으로 변환하는 회로이다. 따라서 거리가 아주 멀거나 수신 입력이 안 될 때는 지속적인 하이레벨 신호(5V)가 출력 되고, 거리가 가까울수록 임펄스(Impulse) 형태로 변한다. 이 신호를 그대로 아날로그 적분하여 직류 전압의 형태로 바꾸어 미터(Meter)로 직독하거나, 클럭펄스(Clock Pulse)의 게이트(Gate) 신호로 이용하면 카운터 값에 비례한 거리 값으로 환산 계측할 수 있다.This threshold potential is implemented as an externally adjustable structure. The shaped square wave comes out as an external output terminal, but part is applied to the distance pulse generator. This circuit 21 is a latch function that converts the time difference between the generation of the transmission buster and the reception of the received signal into the duration of the pulse width. Therefore, when the distance is very long or there is no reception input, a continuous high level signal (5V) is output, and as the distance is closer, it changes to an impulse form. This signal can be analog-integrated as it is, converted into a DC voltage, directly read by a meter, or used as a gate signal of a clock pulse to convert it into a distance value proportional to a counter value.

수신부에는 3가지의 출력이 존재하는데, 하나는 검파 직전의 아날로그 수신 증폭파(Analog out), 그리고 검파 및 파형 정형후의 수신 펄스파(실시간 Pulse), 최종 처리된 거리펄스(Time Pulse)의 3종으로서 외부 어플리케이션(Application)에 따라 모두 유용하므로 각각의 단자를 통해 필요에 따라 사용할 수 있다.There are three outputs in the receiver, one of the analog received amplified wave (analog out) just before the detection, the received pulse wave (real time pulse) after the detection and waveform shaping, and the last processed time pulse. As it is useful according to external application, it can be used as needed through each terminal.

<가변이득 증폭기 (VGA)의 효과>Effect of Variable Gain Amplifier (VGA)

만약 가변이득 증폭기(18)가 없는 (또는 해제된) 상태에서 동일한 물체를 거리별로 이동하면서 수신신호를 관찰하면 거리가 멀어질수록 신호는 약해지고 이에 따라서 정형된 방형파 역시 점차 가늘어지다가 소멸되는 현상이 나온다. 반면에 근접 거리에서는 신호가 너무 과대하여 포화되고 방형파 역시 비대해짐을 알 수 있다. 가변이득 증폭기(18)가 그 기능대로 작동하면 근거리에서 신호는 전보다 작아지고 거리가 멀어져도 크게 변하지 않음을 이해할 수 있다. 이것을 방형파로 정형하면 대체로 일정한 모양의 파형을 얻게된다.
If the received signal is observed while moving the same object by distance without the variable gain amplifier 18 (or released), as the distance increases, the signal weakens and accordingly, the shaped square wave gradually decreases and disappears. Comes out. On the other hand, it can be seen that at close range, the signal is too much saturated and the square wave is too large. It can be understood that if the variable gain amplifier 18 operates in its function, the signal at a short distance is smaller than before and does not change much over a distance. If you shape it as a square wave, you will get a waveform of a generally uniform shape.

도5는 도3의 이동로봇이 장애물을 인식하는 방법을 보인 개략도이다.FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a method for recognizing an obstacle by the mobile robot of FIG. 3.

먼저, 본 실시예에 따른 이동로봇은 하기의 수학식에 의해, 장애물과의 거리를 계산한다.First, the mobile robot according to the present embodiment calculates the distance to the obstacle by the following equation.

Figure 112011021534977-pat00001
Figure 112011021534977-pat00001

T : 초음파 신호를 수신한 시간T: time of receiving ultrasonic signal

t : 트리거신호를 송신한 시간
t: time when trigger signal is transmitted

본 실시예에 따른 이동로봇(20)의 마이크로프로세서(21)는 장애물감지를 위해 송신용 이방성초음파센서(26)의 동작신호를 만들어 송신 전압증폭부(23)를 거처 송신용 이방성초음파센서(26)를 제어한다. 이동로봇(20)의 마이크로프로세서(21)는 도5와 같이 송신용 이방성초음파센서(26)에서 송신된 시점을 기준으로 하여 장애물에 반사되어 수신용 이방성초음파센서1,2(24,25)에 수신된 도달시간을 측정하여 거리(d1,d2)를 계산한다. 장애물 사이의 거리값 d1와 d2를 비교하여 d2가 d1보다 큰 경우 이동로봇은 우회전을, d1가 d2보다 큰 경우 이동로봇은 좌회전을 하여 전방의 장애물을 피해간다.The microprocessor 21 of the mobile robot 20 according to the present embodiment generates an operation signal of the anisotropic ultrasonic sensor 26 for transmission to detect an obstacle, and transmits the anisotropic ultrasonic sensor 26 via the transmission voltage amplifier 23. ). The microprocessor 21 of the mobile robot 20 is reflected by an obstacle on the basis of the time point transmitted by the transmitting anisotropic ultrasonic sensor 26 as shown in FIG. 5 to the receiving anisotropic ultrasonic sensors 1, 2 (24, 25). The distances d1 and d2 are calculated by measuring the received time of arrival. When the distance between the obstacles d1 and d2 is compared, the mobile robot turns to the right when d2 is larger than d1, and the mobile robot turns to the left when d1 is larger than d2 to avoid obstacles ahead.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. I will understand. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (6)

주 발진기와, 트리거 발진기와, 상기 트리거 발전기와 연결된 시간지속용 단안정 멀티 바이브레이터와, 상기 바이브레이터와 상기 주 발진기의 출력을 합하여전달하는 버스터 게이트와, 상기 버스터 게이터의 출력을 송신센서로 전달하는 출력 드라이브 회로를 포함하는 송신부;
수신센서에 연결된 프리앰프와, 상기 프리앰프와 연결된 메인앰프와, 상기 메인앰프와 연결된 가변이득증폭기와, 상기 가변이득증폭기와 연결된 검파회로와, 상기 검파회로에 연결된 파형 정형회로와, 상기 파형 정형회로에 연결된 거리펄스생성회로를 구비하는 수신부; 및
상기 주 발진기의 파형을 카운팅하여 상기 가변이득증폭기의 가변이득을 제어하기 위한 신호를 제공하는 카운터
를 포함하는 이동로봇을 위한 송수신칩.
A main oscillator, a trigger oscillator, a time sustained monostable multivibrator connected to the trigger generator, a buster gate that delivers the outputs of the vibrator and the main oscillator, and an output that transmits the output of the buster gator to a transmission sensor. A transmitter including a drive circuit;
A preamplifier connected to a receiving sensor, a main amplifier connected to the preamplifier, a variable gain amplifier connected to the main amplifier, a detection circuit connected to the variable gain amplifier, a waveform shaping circuit connected to the detection circuit, and the waveform shaping. A receiver having a distance pulse generation circuit connected to the circuit; And
A counter for counting the waveform of the main oscillator to provide a signal for controlling the variable gain of the variable gain amplifier
Transmitting and receiving chip for a mobile robot comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 송신센서와 수신센서는 초음파센서인 것을 특징으로 하는 이동로봇을 위한 송수신칩.
The method of claim 1,
Transmitting and receiving chip for the mobile robot, characterized in that the transmitting sensor and the receiving sensor is an ultrasonic sensor.
제 1 항에 있어서,
주 발진기는 20 ~ 100 kHz 범위로 동작하고, 트리거 발진기는 5 ~ 100Hz 범위로 동작하는 이동로봇을 위한 송수신칩.
The method of claim 1,
Transmitter / receiver chip for mobile robots whose main oscillator operates in the range of 20 ~ 100 kHz and the trigger oscillator operates in the range of 5 ~ 100Hz.
이동로봇에 부착되어 장애물 감지를 위해 초음파 신호를 송신하는 송신용 이방성 초음파센서;
상기 송신용 이방성 초음파센서에서 송신된 초음파신호에 응답하여 수신된 초음파신호를 수신하는 수신용 이방성 초음파센서;
상기 송신용 초음파 센서가 초음파 센서에 송신할 수 있게 제어하고, 그에 대응하여 상기 수신된 초음파신호에 대응하는 출력파형을 제공하기 위한 송수신 칩; 및
이동로봇에 내장되어 상기 송수신 칩으로 받은 신호를 사용하여 초음파의 도달시간을 계산하고, 초음파의 도달 시간을 이용하여 현재 이동로봇의 위치를 계산하는 마이크로프로세서를 구비하고,
상기 송수신 칩은
주 발진기와, 트리거 발진기와, 상기 주 발진기와 상기 주 발진기의 출력을 합하여 상기 송신용 이방성 초음파 센서로 전달하는 버스터 게이트를 포함하는 송신부;
상기 수신용 이방성 초음파센서에 연결된 메인앰프와, 상기 메인앰프와 연결된 가변이득증폭기와, 상기 가변이득증폭기와 연결되어, 상기 출력파형을 생성하는 거리펄스생성회로를 구비하는 수신부; 및
상기 주 발진기의 파형을 카운팅하여 상기 가변이득증폭기의 가변이득을 제어하기 위한 신호를 제공하는 카운터
를 포함하는 이동로봇.
A transmission anisotropic ultrasonic sensor attached to the mobile robot and transmitting an ultrasonic signal for detecting an obstacle;
A receiving anisotropic ultrasonic sensor for receiving the received ultrasonic signal in response to the ultrasonic signal transmitted from the transmitting anisotropic ultrasonic sensor;
A transmit / receive chip for controlling the transmitting ultrasonic sensor to transmit to the ultrasonic sensor and correspondingly providing an output waveform corresponding to the received ultrasonic signal; And
A microprocessor which is embedded in a mobile robot and calculates the arrival time of the ultrasonic wave using the signal received from the transmission / reception chip, and calculates the position of the current mobile robot using the arrival time of the ultrasonic wave,
The transceiver chip is
A transmitter including a main oscillator, a trigger oscillator, and a buster gate for adding the outputs of the main oscillator and the main oscillator to the transmitting anisotropic ultrasonic sensor;
A receiver comprising a main amplifier connected to the receiving anisotropic ultrasonic sensor, a variable gain amplifier connected to the main amplifier, and a distance pulse generation circuit connected to the variable gain amplifier to generate the output waveform; And
A counter for counting the waveform of the main oscillator to provide a signal for controlling the variable gain of the variable gain amplifier
Mobile robot comprising a.
삭제delete 제 4항에 있어서,
상기 주 발진기는 20 ~ 100 kHz 범위로 동작하고, 상기 트리거 발진기는 5 ~ 100Hz 범위로 동작하는 이동로봇.
5. The method of claim 4,
The main oscillator operates in the range of 20 ~ 100 kHz, the trigger oscillator operates in the range of 5 ~ 100Hz.
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KR100845528B1 (en) 2007-06-29 2008-07-10 (주)하기소닉 Self-charge docking system and obstacle avoidance of a robot using anisotropic ultrasonic sensors
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