專利名稱：空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬傳感器技術(shù)與移動(dòng)機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空調(diào)管道清潔裝置是采用有線電纜提供電力和傳輸信號(hào)的，這種工作方式不能清潔很長(zhǎng)的管道，所以經(jīng)常需要在空調(diào)管道上開多個(gè)入口。這種方式為現(xiàn)場(chǎng)操作帶來很大的困難。而空調(diào)管道清潔機(jī)器人是可以自主清潔管道網(wǎng)絡(luò)的。因?yàn)榕渲糜锌沙潆婋姵睾蜋z測(cè)障礙物的視覺裝置，所以能夠深入到空調(diào)管道深處進(jìn)行工作。其中的視覺裝置負(fù)責(zé)提供機(jī)器人周圍環(huán)境的障礙物情況。目前，存在兩種方式進(jìn)行障礙物檢測(cè):超聲波測(cè)距技術(shù)和紅外測(cè)距技術(shù)。超聲波測(cè)距是通過測(cè)量超聲波在障礙物與檢測(cè)探頭之間的傳播時(shí)間來計(jì)算距離。紅外線檢測(cè)具有主要是通過檢測(cè)反射回來的紅外線能量來計(jì)算距離。紅外檢測(cè)技術(shù)具有反應(yīng)速度快，無危害，價(jià)格低廉的特點(diǎn)，而得到廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)榭照{(diào)管道清潔機(jī)器人在半個(gè)圓周的范圍內(nèi)都需要設(shè)置檢測(cè)探頭，所以電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，器件繁多，不利于降低成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明采用檢測(cè)紅外反射能量強(qiáng)度的方法測(cè)量障礙物距離，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，性能可靠，通過精心 設(shè)計(jì)減少了電路器件，降低成本。本發(fā)明采取的技術(shù)方案:空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，包括能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號(hào)發(fā)射陣列，信號(hào)接收陣列，接收路選電路，信號(hào)處理電路。所述的單片機(jī)設(shè)置交流信號(hào)端口 ；所述的發(fā)射路選電路，包括與所述的交流信號(hào)端口連接的緩沖器，與所述的緩沖器連接的第一模擬多路開關(guān)，所述的第一模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號(hào)；所述的信號(hào)發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路，所述的紅外發(fā)射電路包括陰極與所述的第一模擬多路開關(guān)的模擬通道連接的紅外發(fā)射二極管，所述的紅外發(fā)射二極管的陽極連接電阻R0，所述的電阻RO另一端連接電源VCC ；所述的接收路選電路，包括與所述的信號(hào)接收陣列連接的第二模擬多路開關(guān)，所述的第二模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號(hào)，將所述的信號(hào)接收陣列的模擬信號(hào)輸送到所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端，所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端與一端接電源VCC的電阻R12連接；所述的信號(hào)接收陣列，包括至少一個(gè)紅外接收管，所述的紅外接收管的陽極接地，陰極連接所述的第二模擬多路開關(guān)的模擬通道，可以接收紅外光信號(hào)；所述的信號(hào)處理電路，包括與所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大濾波電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)的AD端口，還包括參考電壓發(fā)生器。所述的發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。所述的接收路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。[0018]實(shí)施本實(shí)用新型的積極效果是采用檢測(cè)紅外反射能量強(qiáng)度的方法測(cè)量障礙物距離，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢測(cè)速度快，性能可靠，通過精心設(shè)計(jì)減少了電路器件，降低成本。
圖1是空調(diào)管道清潔機(jī)器人的發(fā)射路選電路原理圖；圖2是空調(diào)管道清潔機(jī)器人的信號(hào)發(fā)射陣列原理圖；圖3是空調(diào)管道清潔機(jī)器人的信號(hào)接收陣列原理圖；圖4是空調(diào)管道清潔機(jī)器人的接收路選電路原理圖；圖5是空調(diào)管道清潔機(jī)器人的信號(hào)處理電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1 一 5，空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)1，發(fā)射路選電路，信號(hào)發(fā)射陣列，信號(hào)接收陣列，接收路選電路，信號(hào)處理電路。所述的單片機(jī)I設(shè)置交流信號(hào)端口 2。所述的發(fā)射路 選電路，包括與所述的交流信號(hào)端口 2連接的緩沖器3，與所述的緩沖器3連接的第一模擬多路開關(guān)4，所述的第一模擬多路開關(guān)4連接所述的單片機(jī)I的通道選擇信號(hào)A0、Al、A2和使能信號(hào)SEN。當(dāng)使能信號(hào)SEN為低電平時(shí)，改變通道選擇信號(hào)A0、A1、A2的數(shù)值，可以將所述的交流信號(hào)端口 2輸出的交流信號(hào)分別輸送給模擬通道X0、X1、...、X7。所述的信號(hào)發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路，所述的紅外發(fā)射電路包括陰極與所述的第一模擬多路開關(guān)4的模擬通道連接的紅外發(fā)射二極管，所述的紅外發(fā)射二極管的陽極連接電阻R0，所述的電阻RO另一端連接電源VCC。因?yàn)樗械募t外發(fā)射電路是在不同時(shí)刻工作的，所以共用所述的電阻R0，這樣可以減少電子器件。所述的信號(hào)接收陣列，包括至少一個(gè)紅外接收管，所述紅外接收管的陽極接地，陰極連接所述的接收路選電路，可以接收紅外光信號(hào)。因?yàn)樗械募t外接收管是在不同時(shí)刻工作的，所以都沒有接采樣電阻，而是把公用的采樣電阻放在所述的接收路選電路中，這樣可以減少電子器件。所述的接收路選電路，包括第二模擬多路開關(guān)5，所述的信號(hào)接收陣列的紅外接收管陰極連接至第二模擬多路開關(guān)5的模擬通道X0、X1、…、X7，所述的第二模擬多路開關(guān)5連接所述的單片機(jī)I的通道選擇信號(hào)A0、Al、A2和使能信號(hào)SEN。當(dāng)使能信號(hào)SEN為低電平時(shí)，改變通道選擇信號(hào)A0、Al、A2的數(shù)值，可以將模擬通道X0、X1、…、Tl的信號(hào)IR0、IRU....、IR7輸送至所述的第二模擬多路開關(guān)5的公共端。所述的模擬多路開關(guān)5的公共端與一端接電源VCC的電阻R12連接。所述的信號(hào)處理電路，包括與所述的第二模擬多路開關(guān)5的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大濾波電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)I的AD端口，還包括參考電壓發(fā)生器。參考電壓發(fā)生器包括電阻R9和電阻RlO對(duì)電源VCC進(jìn)行分壓，獲得的電壓連接第三運(yùn)算放大器8的同相端，所述的第三運(yùn)算放大器8的反相端連接輸出端，構(gòu)成電壓跟隨器，輸出參考電壓VREF。所述的第一放大濾波電路包括，與所述的第二模擬多路開關(guān)5的公共端輸出的信號(hào)SIGNAL連接電容Cl，電容Cl另一端連接到由第一運(yùn)算放大器6，電阻R2，R3，R4和電容C2組成的反相放大濾波電路；所述的第二放大濾波電路包括與所述的第一運(yùn)算放大器6的輸出端連接的電容C3，所述的電容C3連接由第二運(yùn)算放大器7，電阻R5，R6，R7和電容C4組成的反相放大濾波電路。所述發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。所述接收路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。這樣可以增加紅外發(fā)射及接收通道的數(shù)量，提高紅外檢測(cè)的覆蓋范 圍。
權(quán)利要求1.空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，包括能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號(hào)發(fā)射陣列，信號(hào)接收陣列，接收路選電路，信號(hào)處理電路，其特征是:所述的單片機(jī)設(shè)置交流信號(hào)端口； 所述的發(fā)射路選電路，包括與所述的交流信號(hào)端口連接的緩沖器，與所述的緩沖器連接的第一模擬多路開關(guān)，所述的第一模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號(hào)； 所述的信號(hào)發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路，所述的紅外發(fā)射電路包括陰極與所述的第一模擬多路開關(guān)的模擬通道連接的紅外發(fā)射二極管，所述的紅外發(fā)射二極管的陽極連接電阻RO，所述的電阻RO另一端連接電源VCC ； 所述的接收路選電路，包括與所述的信號(hào)接收陣列連接的第二模擬多路開關(guān)，所述的第二模擬多路開關(guān)連接所述的單片機(jī)的控制信號(hào)，將所述的信號(hào)接收陣列的模擬信號(hào)輸送到所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端，所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端與一端接電源VCC的電阻R12連接； 所述的信號(hào)接收陣列，包括至少一個(gè)紅外接收管，所述的紅外接收管的陽極接地，陰極連接所述 的第二模擬多路開關(guān)的模擬通道，可以接收紅外光信號(hào)； 所述的信號(hào)處理電路，包括與所述的第二模擬多路開關(guān)的公共端連接的第一放大濾波電路，所述的第一放大濾波電路連接第二放大濾波電路，所述的第二放大濾波電路的輸出連接所述的單片機(jī)的AD端口，還包括參考電壓發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，其特征是:所述的發(fā)射路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，其特征是:所述的接收路選電路，可以設(shè)置至少一個(gè)模擬多路開關(guān)。
專利摘要空調(diào)管道清潔機(jī)器人的紅外視覺系統(tǒng)，包含能執(zhí)行數(shù)據(jù)采集算法的單片機(jī)，發(fā)射路選電路，信號(hào)發(fā)射陣列，信號(hào)接收陣列，接收路選電路，信號(hào)處理電路。所述的單片機(jī)設(shè)置交流信號(hào)端口；發(fā)射路選電路，包括與交流信號(hào)端口連接的緩沖器，與緩沖器連接的第一模擬多路開關(guān)，第一模擬多路開關(guān)由單片機(jī)控制；信號(hào)發(fā)射陣列，包括至少一組紅外發(fā)射電路；接收路選電路，包括第二模擬多路開關(guān)，由單片機(jī)的控制，將信號(hào)接收陣列的模擬信號(hào)輸送到單片機(jī)；信號(hào)接收陣列，包括至少一個(gè)紅外接收管，可以接收紅外光信號(hào)；信號(hào)處理電路，包括第一放大濾波電路和第二放大濾波電路，以及參考電壓發(fā)生器。
文檔編號(hào)G01S17/08GK203117424SQ20132004224
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者劉瑜 申請(qǐng)人:慈溪思達(dá)電子科技有限公司