[发明专利]超声波测距装置及无人机

说明书

技术领域

本发明属于超声波测距技术领域，具体涉及超声波测距装置及无人机。

背景技术

目前的无人机精确测高基本上都是使用外置超声波测距模组来进行测距，超声波测距模块都是在声波接收头接收到声波信号之后，转化为电信号，经过放大处理后给到单片机进行模数转换处理，然后由单片机再通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)或者I²C(Inter-Integrated Circuit，集成电路)总线传递给到主控芯片进行后续处理。由于外置超声波测距模组需要一个单片机成，这将不利于系统的集成化，也不利于降低生产成本。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超声波测距装置及无人机，用于克服现有技术中的缺点。

具体的，本发明提出了以下具体的实施例：

本发明实施例提供了一种超声波测距装置，包括：主控单元、第一放大单元、声波发射器、声波接收器、第二放大单元；所述主控单元上集成有定时器模块和模数转换模块；

所述定时器模块、所述第一放大单元和所述声波发射器依次电性连接；

所述声波接收器、所述第二放大单元和所述模数转换模块依次电性连接；

所述定时器模块用于产生预设的调制脉冲信号；

所述第一放大单元用于将所述调制脉冲信号放大处理后驱动所述声波发射器产生超声波；

所述第二放大单元用于将所述声波接收器输出的电信号进行放大处理；

所述模数转换模块用于将输入所述主控单元的模拟信号转化为数字信号；

所述主控单元用于解析出回传超声波信号，根据发射和接收所述调制脉冲信号的时间差来确定测量距离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主控单元上还集成有直接内存访问模块，所述直接内存访问模块用于加快测量距离的获取。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主控单元为ARM处理器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述超声波测距装置还包括：温度传感器，所述温度传感器与所述主控单元电性连接，所述主控单元根据所述温度传感器采集的信息修正声音在空气中传播的速度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述修正声音在空气中传播的速度的计算公式为：V＝331.45*(1+T/273.15)^1/2m/s，其中，T为摄氏温度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述预设的调制脉冲信号为8个连续的40KHz脉冲波。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二放大单元为CX20106放大器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述声波发射器和所述声波接收器均为压电陶瓷声波传感器。

本发明实施例还提供了一种无人机，包括：无人机本体和设于所述无人机本体中的超声波测距装置，所述超声波测距装置为以上所述的超声波测距装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述无人机为悬停无人机，当无人机执行测距操作时，所述无人机处于悬停状态。

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，至少具有如下有益效果：超声波测距装置省去使用单片机作数模转换以及通讯桥梁的功能，直接把调制信号和数模转换计算集成到主控单元的定时器模块和模数转换模块上。主控单元的定时器模块用于实现产生调制信号，模数转换模块用于实现模数信号转换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提出的一种超声波测距装置的结构示意图。

图2为本发明另一实施例提出的一种超声波测距装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

10-主控单元；11-第一放大单元；12-声波发射器；13-声波接收器；14-第二放大单元；15-温度传感器；101-定时器模块；102-模数转换模块；103-直接内存访问模块。

具体实施方式