[发明专利]一种基于超声波测距的成像装置

说明书

本发明提供了一种基于超声波测距的成像装置，属于测量测绘技术领域。其结构主要由单片机控制显示模块(1)，步进电机(2)，超声波传感器测距模块(3)，旋转平台(4)，电源模块(5)组成。单片机控制步进电机带动旋转平台旋转，将超声波传感器测距模块置于旋转平台上对四周环境进行距离测量，将测得的距离返还至单片机并能够同时在显示屏上实时显示出来，单片机利用程序算法对测得的距离数据进行处理得到坐标点,并且将坐标点的分布情况在显示屏上显示出来，从而得到实时的环境分布概况。该装置可以应用在对小范围空间，狭小洞穴等其他小范围未知区域的环境分布情况的探测，提高了人们探测过程中的安全性，具有较强的实用性和应用前景。

技术领域

本发明装置是一种利用超声波传感器测距的成像的装置，具体是一种以单片机控制步进电机带动传感器测距平台旋转对周围环境进行距离测量和图像绘制的探测成像装置，属于测量测绘技术领域。

背景技术

在当今社会快速发展背景下，科学技术得到了快速发展，计算机科学技术以前所未有的速度加速推进。在科学技术发展下，距离测量领域开始从传统有线测距，逐步向无线测距发展，并且人们对这种无线测距的要求也越来越高，在保证高准确度的同时，还要有比传统测距更高的精度。该方面的应用已经渗透到社会生活中的方方面面。

当人们对一些未知地域探测时，比如狭小窨窖，地下洞穴等。恶劣的环境对无线测距的应用提出了更多更符合使用环境的技术要求，要求产品的环境适应力强，稳定性高等。在这众多的要求中，超声波测距能够满足众多苛刻要求，成为了无线测量距离的主流技术之一。利用超声波传感器进行测距的技术是一种非接触的距离检测技术。光线，被测对象所处的环境对其影响较小，在恶劣环境中的适应能力较强，而且超声波方向性好，发射频率也易于控制，所以在无线测距领域扮演了非常重要的角色，在各个行业获得了大量的实际应用。由此可见，利用超声波传感器进行距离测量是当下主流科技之一。

发明内容

本装置意在当人们需对未知的空间进行探测时，可用该装置对环境分布情况进行大致的探测借此得到内部情况。所述装置主要采用单片机来控制运行整个装置，单片机控制步进电机带动传感器测距平台旋转进行距离测量，在测距的同时，距离数据能够在显示屏上实时显示出来的，然后单片机利用测量数据进行坐标计算处理并得到图形显示出来，在显示屏上反馈的图形就是所探测的环境分布情况，这就是该装置的实用性意义。

本发明采用的单片机为STM32F429,所以采用的显示器是RGB070M1,用来与之匹配，液晶模块能够很方便的与单片机连接，利用显示屏成像能够直观的反映出周围环境的分布情况。

本发明采用的步进电机是二相四线步进电机，12V电压供电，用以带动传感器测距平台旋转90度角。为了能使电机正常工作，需要采用电机驱动器，本装置采用的是A4988电机驱动器。

本发明为了给单片机供电，采用的电源适配器给步进电机供电，但是电压值较大，所以为了达到一定的电压，将12V电源电压转换成5V电源电压给单片机供电，为了实现该功能，增加了XL4005降压模块。

本发明为了实现对四周的扫描测量，采用四个超声波传感器进行测距，将四个传感器置于旋转平台四边，利用步进电机带动平台旋转进行测量。

本发明为了适应不同环境温度下的测量，可采用带有温度补偿的传感器或在整体硬件布局中加装温度补偿模块来减小因为不同环境温度带来的测量误差。

与固定传感器测距平台不同的是，本装置将超声波传感器测距平台放置于步进电机上，利用步进电机带动旋转平台往返旋转90度角，因此能够更好的完成整个环境的扫描处理，减少了因为超声波传感器测量盲区带来的某些方面的影响，可以得到更加准确的探测成像情况。利用步进电机带动测距平台旋转后能够较好的反映四周环境物体的分布概况，在一定程度上提高了定位的准确性。归结于该装置的设计原理，所以不仅能够得到所需图形，也能够实时反馈出测量距离，因此，这也是该装置的优点。

附图说明