蝙蝠的启示 (超声波测距) —— 用超声波测距传感器实现“瞄准”
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[提要] 基于前面所介绍的“超声波测距传感器”,借鉴蝙蝠的避障原理,实现了用超声波测距传感器“瞄准”,期望能给机器人活动带来新的内容,为通过制作超声波传感器学习单片机的同学增加乐趣。
一、背景
不久前我写了一篇“制作一个你自己掌控的超声波测距传感器”的文章,将所获得的相关技术与大家分享,得到了认同,在此先表示感谢!
那篇文章主要介绍了超声波接收和处理的软、硬件技术,但其所能实现的还是传统的测距功能,没有任何新意。而且,我在测试中感受了指向性带来的困扰,尤其是相对于红外测距传感器(GP2D12)而言。
查阅资料发现,低价的超声波发射器发射角通常较大,约在60度左右。而发射角小的发射器很难得到,据说价格很贵。
最近,一位读者发了一篇国外的资料给我,主题虽与超声波测距关系不大,但其中一幅图启发了我,它提到了蝙蝠的觅食原理,使我想到了双耳定位。
结合我去年做的超声波定位项目,立刻想到了可以将前述文章中的传感器做个改造,使之变为一个可以确定目标位置和距离的传感器,此时,指向性问题将成为优点,它或许意味着“视角”!
这样改变后,可以增加许多有趣的“游戏”内容,如使带 BB 弹发射的遥控坦克模型具有瞄准能力,结合那篇“让闲置的遥控玩具起死回生”一文,使之能够通过PC机控制,自动寻找目标摧毁之。基于此,可以展开坦克大赛,使遥控坦克的趣味性、教育性大大提高。
放置在机器人小车上,也可以增加不少有趣的内容,如清除障碍。
即使单独使用,也远比单纯的超声波测距蕴涵的内容丰富。
二、需求分析
改进后的传感器应该能满足:
1、硬件支持给出“视野”范围内简单物体的两维坐标的可能;
2、方便程序二次开发,作为单片机学习的素材;
3、方便自己装配,丰富学习内涵;
4、和前面介绍的超声波传感器存在延续关系,便于学习;
5、弥补前次设计中的缺陷 —— 电感耦合造成的自激振荡,
6、增加温度测量,使温度补偿成为可能;
7、方便安装于圆梦小车以及遥控模型上,使传感器得以展示其作用和能力。
……
按上述设计需求所做的传感器如下:

安装在小车上的效果:

安装在模型坦克(1:16)上的效果:

详细内容请下载:
蝙蝠的启示.PDF(分卷压缩)
9652381999134.rar 01.rar
9652843919950.rar 02.rar
9653167775393.rar 03、rar
这是一个简单的演示,如有兴趣不妨看看:
能瞄准的超声波测距传感器演示1.wmv
一个朋友的作品(比我做的好):
http://v.youku.com/v_show/id_XMTM1MDg0NDky.html
如有兴趣自己动手做的,这里提供了DIY套件:
http://item.taobao.com/auction/item_detail-db1-88675fcc3adfc1cde2b706ccf672ade9.htm

(20090108)
