一種智能測距及避障裝置的電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能測距及避障裝置的電路，其特征在于：包括光學(xué)信號(hào)接收器，紅外光發(fā)射端，紅外光發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路，紅外光接收電路組成。所述的紅外光發(fā)射端和光學(xué)信號(hào)處理器的相對(duì)位置經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化調(diào)試，能夠有效滿足智能測距的功能需求，價(jià)格便宜，采樣精度高，電路簡單，需要的電路板面積小。采用本實(shí)用新型的智能設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物并靈活避障，易于大面積推廣使用。
【專利說明】
一種智能測距及避障裝置的電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及智能測距及避障技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及智能測距及避障的電路。 【背景技術(shù)】
[0002]在無人機(jī)、無人車和行走機(jī)器人等智能移動(dòng)機(jī)器人工作時(shí)，要面對(duì)距離控制的問題。目前紅外測距已得到了廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的紅外測距方法均為反射式測量方法，紅外發(fā)射器發(fā)出一束紅外光信號(hào)，該紅外光經(jīng)被測物體/障礙物反射后由紅外接收器接收，通過測量發(fā)射和接收紅外光的相位差即可解算出目標(biāo)的距離。
[0003]為配合紅外測距及避障，目前的硬件電路有多種方案，但是都非常復(fù)雜，開發(fā)周期長。
[0004]本實(shí)用新型經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，能夠有效滿足智能測距的功能需求，價(jià)格便宜，采樣精度高，電路簡單，需要的電路板面積小。采用本實(shí)用新型的智能設(shè)備在復(fù)雜環(huán)境中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物并靈活避障。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種簡單可靠，價(jià)格低的可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物并靈活避障的智能設(shè)備的電路。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種智能測距及避障裝置的電路，包括光學(xué)信號(hào)接收器，紅外光發(fā)射端及其它驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]所述的紅外光發(fā)射端在電壓驅(qū)動(dòng)下得到發(fā)射指令后發(fā)射紅外光到環(huán)境光中。[〇〇〇8]紅外光在環(huán)境中傳播，途中遇到障礙物即被反射和散射。
[0009]光信號(hào)處理器接收到反射的紅外光后，與發(fā)出的光進(jìn)行比相，獲取發(fā)射紅外光和接收紅外光的相位差，使用飛行時(shí)間法計(jì)算得到距離信息。
[0010]光信號(hào)處理器將得到的相對(duì)距離值傳送給控制模塊，向所述用戶輸出報(bào)警提示或者向機(jī)械控制裝置輸出規(guī)避障礙物的合理參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)測距和避讓障礙物。
[0011]根據(jù)得到的障礙物的距離，驅(qū)動(dòng)電路調(diào)制紅外LED光源的發(fā)射功率，有障礙物時(shí)， 升高紅外LED光源的驅(qū)動(dòng)電壓，為高強(qiáng)度工作狀態(tài);無障礙物時(shí)，紅外LED光源的驅(qū)動(dòng)電壓為標(biāo)準(zhǔn)電壓。
[0012]上述的光信號(hào)處理器處理模塊由光電轉(zhuǎn)換器(CMOS)、放大器等組成，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、放大、輸入阻抗匹配、自動(dòng)增益控制等功能。經(jīng)障礙物反射回來的紅外光波聚焦在CMOS 上，使光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)阻抗變換放大器與主放大器耦合，由差動(dòng)放大器作互補(bǔ)輸出。同時(shí)為了使接收系統(tǒng)保持穩(wěn)定工作狀態(tài)，依靠單片機(jī)，采用了較大范圍的自動(dòng)增益控制，進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
[0013]進(jìn)一步地，紅外光發(fā)射端包括四個(gè)紅外LED光源，半發(fā)射角度為10度，尺寸為3.2mm *1.6mm*1.85 mm，發(fā)光峰位置在860 nm。
[0014]進(jìn)一步地，四個(gè)紅外LED光源的中心在長方形的四個(gè)點(diǎn)上。[0〇15]進(jìn)一步地，四個(gè)紅外LED光源中心所構(gòu)成的長方形長邊長為30 mm，短邊長為8 mm，即LED光源與其最鄰近LED光源的距離為8 mm，次鄰近LED的光源距離為30 mm。
[0016]進(jìn)一步地，四個(gè)紅外LED光源中心所構(gòu)成的長方形的中心和光信號(hào)接收器的中心在同一條垂直于PCB板的直線上?！靖綀D說明】[〇〇17]圖1為一種智能測距及避障裝置的工作原理圖。
[0018]圖2為一種智能測距及避障裝置電路實(shí)例的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1所示，所述的紅外光發(fā)射端包含4個(gè)紅外LED光源，分別為LED光源1，LED光源 2，LED光源3和LED光源4,在電壓驅(qū)動(dòng)下得到發(fā)射指令后發(fā)射紅外光到環(huán)境光中。
[0021]紅外光在環(huán)境中傳播，途中遇到障礙物即被反射和散射。[〇〇22]散射回的紅外光被光信號(hào)處理器5接收后計(jì)算得到距離信息。[〇〇23]光信號(hào)處理器將得到的相對(duì)距離值傳送給控制模塊，向所述用戶輸出報(bào)警提示或者向機(jī)械控制裝置輸出規(guī)避障礙物的合理參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)測距和避讓障礙物。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能測距及避障裝置的電路，其特征在于:包括光信號(hào)接收器、紅外光發(fā)射端和 驅(qū)動(dòng)電路；所述紅外光發(fā)射端在所述驅(qū)動(dòng)電路的電壓驅(qū)動(dòng)下得到發(fā)射指令后發(fā)射紅外光到環(huán)境 中；紅外光在環(huán)境中傳播，途中遇到障礙物即被反射和散射;光信號(hào)處理器接收到反射的紅 外光后，使用飛行時(shí)間法計(jì)算得到距離信息；光信號(hào)處理器將得到的相對(duì)距離值傳送給控 制模塊，向用戶輸出報(bào)警提示或者向機(jī)械控制裝置輸出規(guī)避障礙物的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)測距和避 讓障礙物；所述紅外光發(fā)射端包括四個(gè)紅外LED光源，所述四個(gè)紅外LED光源的中心在長方形的四 個(gè)點(diǎn)上；所述四個(gè)紅外LED光源中心所構(gòu)成的長方形的中心和光信號(hào)接收器的中心在同一條垂 直于PCB板的直線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能測距及避障裝置的電路，其特征在于:紅外光發(fā)射端包括四個(gè)紅外LED光源，半發(fā)射角度為10度，尺寸為3.2mm85 _，發(fā)光峰位置在860 nm〇3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能測距及避障裝置的電路，其特征在于:四個(gè)紅外LED 光源中心所構(gòu)成的長方形長邊長為30 _，短邊長為8 _，即LED光源與其最鄰近LED光源的 距離為8 mm，次鄰近LED的光源距離為30 mm。
【文檔編號(hào)】G01S17/08GK205679994SQ201520616246
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月16日 公開號(hào)201520616246.1, CN 201520616246, CN 205679994 U, CN 205679994U, CN-U-205679994, CN201520616246, CN201520616246.1, CN205679994 U, CN205679994U
【發(fā)明人】謝好, 李 遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】北醒（北京）光子科技有限公司