一种超声波语音测距避障系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声波语音测距避障系统，其特征在于：包括单片机和与其输出端连接的语音电路、主机通信电路、功率放大电路，功率放大电路输出端与超声波发射电路连接，单片机输入端与音频译码电路连接，音频译码电路输入端与两级放大电路连接，两级放大电路与超声波接收电路连接，超声波发射电路发出超声波信号经过障碍物发射后回传到超声波接收电路。本实用新型专利技术可在车辆行驶和倒车过程中，实现车辆避障测量预报。驾驶员根据预报，提前做好车辆避障工作。实现了车辆可靠避障，减少甚至避免了人身伤亡和车辆的损失。具有工作可靠，语音提示清晰，抗干扰能力强，测量精度高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超声波测距
，尤其是涉及一种超声波语音测距避障系统。
技术介绍
在车辆系统中，目前没有设置避障测量装置。车辆避障只能靠驾驶员通过人眼观察，凭感觉对其前后方、左右方进行分析和判断。为了实现车辆与车辆之间和车辆与障碍物之间的避障，必须事先知道车辆与车辆之间和车辆与障碍物间的实际距离，从而可减少和避免交通事故的发生。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超声波语音测距避障系统，本技术可在车辆行驶和倒车过程中，实现车辆避障测量预报。驾驶员根据预报，提前做好车辆避障工作。为了做到高精度、高准确性，本系统采用8路超声波测距通道，通过角度补偿方式，实现对车辆前后、左右方主要障碍物的方位与距离测量信息更加准确。本技术提出了将超声波语音测距技术应用于车辆中，实现了车辆可靠避障，减少甚至避免了人身伤亡和车辆的损失。具有工作可靠，语音提示清晰，抗干扰能力强，测量精度高等特点。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:包括单片机和与单片机输出端连接的语音电路、主机通信电路、功率放大电路，所述功率放大电路输出端与超声波发射电路连接，所述单片机输入端与音频译码电路连接，所述音频译码电路输入端与两级放大电路连接，所述两级放大电路与超声波接收电路连接，所述超声波发射电路发出超声波信号经过障碍物发射后回传到超声波接收电路。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述单片机为P89C51单片机。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述语音电路为ISD2560语音芯片O上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述主机通信电路为RS232通信电路。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述功率放大电路为LM386运算放大器。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述音频译码电路为LM567音频译码电路。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述超声波发射电路采用超声波发射传感器TCT40-2F。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述两级放大电路为两级相连的LM318运算放大器。上述的一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:所述超声波接收电路采用超声波发射传感器TCT40-2S。本技术与现有技术相比具有以下优点:本技术可在车辆行驶和倒车过程中，实现车辆避障测量预报。驾驶员根据预报，提前做好车辆避障工作。为了做到高精度、高准确性，本系统采用8路超声波测距通道，通过角度补偿方式，实现对车辆前后、左右方主要障碍物的方位与距离测量信息更加准确。本技术提出了将超声波语音测距技术应用于车辆中，实现了车辆可靠避障，减少甚至避免了人身伤亡和车辆的损失。具有工作可靠，语音提示清晰，抗干扰能力强，测量精度高等特点。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】图1为本技术的测距避障系统电路原理框图；图2为本技术的测距避障系统超声波发射电路原理图；图3为本技术的测距避障系统超声波接收电路原理图；图4为本技术的测距避障系统语音电路原理图；图5为本技术的测距避障系统单片机电路原理图；图6为本技术的测距避障系统主机通信电路原理图。【具体实施方式】如图1所示，一种超声波语音测距避障系统，其特征在于:包括单片机I和与单片机I输出端连接的语音电路2、主机通信电路3、功率放大电路4，所述功率放大电路4输出端与超声波发射电路6连接，所述单片机I输入端与音频译码电路5连接，所述音频译码电路5输入端与两级放大电路7连接，所述两级放大电路7与超声波接收电路9连接，所述超声波发射电路6发出超声波信号经过障碍物8发射后回传到超声波接收电路9。本实施例中，所述单片机I为P89C51单片机。本实施例中，所述语音电路2为ISD2560语音芯片。本实施例中，所述主机通信电路3为RS232通信电路。本实施例中，所述功率放大电路4为LM386运算放大器。本实施例中，所述音频译码电路5为LM567音频译码电路。本实施例中，所述超声波发射电路6采用超声波发射传感器TCT40-2F。本实施例中，所述两级放大电路7为两级相连的LM318运算放大器。本实施例中，所述超声波接收电路9采用超声波发射传感器TCT40-2S。超声波发送与接收电路由功率放大电路、超声波发射传感器、高速运算放大电路和超声波接收传感器组成，原理电路分别如图2和3所示。超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差，然后计算出发射点与障碍物之间的距离。由于时间与超声波通过的距离成正比，当超声波发射端发出几个脉冲时，开始计时；而当超声波接收端接收到第一个返回脉冲后，停止计时。测得的距离S的计算公式如下:S = vAT/2。其中V为声波在介质中的传播速度(V = 331.41+t/273m/s，t为摄氏温度)，ΔΤ为超声波发射到返回的时间差。这样，当测得超声波发射和接收回波的时间差和传播速度(声速)已知的情况下，就可以精确计算出发射点到障碍物之间的距离。如图2所示，放大器输入端获得一个来自单片机送来的工作频率为40kHz的脉冲信号。通过功率放大电路放大到足够大的能量(增大超声波传播距离)，该能量加给超声波发射传感器TCT40-2F，驱动超声波发射头发射出40kHz脉冲波，并通过空间向外传播出去。如图3所示，超声波在空气中传播时，其能量衰减程度与传播距离成正比，所以超声波传感器接收信号一般在Imv-1v之间。为了能够测量，接收电路采用了由LM318高速运算放大器组成两级信号放大电路对其进行放大，以满足增益带宽和转换速率的要求。当超声波接收传感器TCT40-2S接收到返回的超声波信号，接收传感器将超声波脉冲变为交变电信号。该信号经放大器放大到大于25mv时，送至音频译码器LM567进行处理。经音频译码器检波后，译码器输出信号由高电平跃变为低电平，作为中断信号送至单片机。为了实现直接读数，减小测量误差，利用单片机所具有的计算功能，结合语音处理技术，通过语音电路，将测量结果直接读出。语音电路以ISD2560语音芯片为核心器件，通过接入少量外围元件就可组成语音电路，电路如图4所示。单片机控制电路主要完成超声波的发送与接收控制、计时和串口通信等工作，电路原理图，如图5所示。超声波收发电路主要完成数据的采集和预处理工作。考虑到车辆不止单个方向需要避障，测距系统采用8路发送电路，单循环方式依次发射和接收超声波，并单独对各路进行距离的时间计数。其目的是使计数程序避免受到反射波间的干扰影响，计数更准确。单片机有8位数据口，系统对8路收发电路进行实时控制，完成计时和测量距离的计算工作。单片机完成收发动作后，将测量距离的计算数据通过标准串行总线通信接口RS232，进行PC机与单片机之间的通讯，实现测量结果的记录、分析及处理。串口通讯硬件电路由具有电平转换功能的芯片MAX232及外围元件组成，如图6所示。以上所述，仅是本技术的较佳实施例，并非对本技术作任何限制，凡是根据本技术技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波语音测距避障系统，其特征在于：包括单片机(1)和与单片机(1)输出端连接的语音电路(2)、主机通信电路(3)、功率放大电路(4)，所述功率放大电路(4)输出端与超声波发射电路(6)连接，所述单片机(1)输入端与音频译码电路(5)连接，所述音频译码电路(5)输入端与两级放大电路(7)连接，所述两级放大电路(7)与超声波接收电路(9)连接，所述超声波发射电路(6)发出超声波信号经过障碍物(8)发射后回传到超声波接收电路(9)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昊宁，
申请(专利权)人：赵昊宁，
类型：新型
国别省市：山东;37