ARM9嵌入式Linux下的超声波避障机器人导航技术

本文主要探讨了采用超声波传感器进行移动机器人导航的设计，特别是基于ARM9处理器和嵌入式Linux系统的应用。文章介绍了SRF05超声波传感器的工作原理，以及如何在机器人平台上实现避障导航的软件流程和控制方法。 1. 超声波传感器在移动机器人导航中的应用 SRF05超声波传感器是本设计的关键部件，其独特之处在于能提供高精度的1cm测距能力，优于传统的超声波传感器。通过发送8个周期的40kHz超声波脉冲，传感器可以测量从发射到接收回波的时间，进而计算与障碍物的距离。由于其有效的测距范围为1cm~4m，因此特别适合于未知环境的避障导航。 2. SRF05超声波测距原理 测距过程始于向传感器发送10us的触发脉冲，随后传感器发射超声波并在回波口上产生高电平。当回波返回，echo口电平转为低，此时启动的定时器记录高电平持续时间。若无障碍物或障碍物超过4m，echo口将在30ms后变为低电平。为了确保准确测距，定时器周期需大于30ms。 3. 软件实现超声波测距 为了克服硬件中断限制，软件实现回波检测至关重要。通过两个延时函数usdelay()和msdelay()，在触发脉冲后等待适当时间开启定时器。同时，设置外部中断eint1监听echo口的下降沿，用于关闭定时器并获取脉宽。根据脉宽和声速，可以计算出障碍物距离。考虑到室内温度对声速的影响，通常取约343.2m/s作为声速。 4. 系统架构 该移动机器人系统包括触摸屏、超声波模块、摄像头图像采集和直流电机闭环控制系统。所有这些模块都在ARM9处理器和嵌入式Linux系统上运行，每个模块都有独立的设备驱动，便于控制和协调。测距的准确性对电机的精确控制至关重要，同时也影响图像采集的有效范围。 5. 结论 通过巧妙的软件设计，克服了硬件限制，成功地在ARM9和Linux环境下实现了基于SRF05超声波传感器的移动机器人导航系统。这种系统不仅提高了避障的精度，还有效地节省了硬件资源，展示了超声波技术在机器人导航领域的潜力。 本文深入浅出地介绍了超声波传感器在移动机器人导航中的应用，对于理解此类系统的设计和实现提供了宝贵的参考。