基于STM32的分体式超声测距与目标定位系统.docx

本文介绍了一个基于STM32的分体式超声测距与目标定位系统，该系统主要应用于移动机器人的自主避障和目标跟随定位。系统由两个部分组成：超声发射端和超声定位端，两者可以同时实现障碍物距离探测和发射端的位置定位。 核心控制器是STM32微处理器，它利用2.4G无线模块实现发射端和定位端之间的时间同步，这是进行精确测距和定位的关键。通过三角算法，系统能够对发射端进行二维平面上的定位。系统采用收发分体式的超声探头，结合自动增益控制(AGC)电路和温度补偿电路，以提高测距精度并减少测距盲区。实验结果显示，系统的测距精度达到了15毫米，盲区缩小至60毫米，证明了系统的实用性和可靠性。 超声波测距技术因其非接触、高精度、低成本和良好的稳定性，在多个领域有广泛应用，如液位测量、车辆防碰撞、室内定位和移动机器人避障等。传统的超声波传感器系统多采用自发自收模式，无法实现对其他系统发射的超声波的检测，限制了其在目标定位中的应用。而本文提出的分体式系统则解决了这一问题，实现了超声波的可控收发，既能测距也能定位。 超声波测距原理主要包括相位差检测法、多频测距法和渡越时间检测法。其中，渡越时间检测法因原理简单、硬件要求较低且适用于实时性高的应用场景而被采用。通过测量超声波从发射到接收的时间差，结合超声波在介质中的传播速度，即可计算出物体的距离。 系统结构上，超声发射端和定位端各自包含STM32单片机，负责控制超声波的发射和接收。超声探头的分体设计允许独立的信号处理，AGC电路有助于在不同环境条件下保持接收信号的稳定，温度补偿电路则能抵消温度变化对超声波速度的影响，进一步提高了测距精度。 这个基于STM32的分体式超声测距与目标定位系统具有创新性和实用性，特别适合需要同时进行测距和定位的移动机器人应用。通过优化设计，系统成功地降低了测距盲区，提升了整体性能，为移动机器人导航提供了可靠的技术支持。