基于DSP的多超声测距数据采集处理系统

DSP论文基于DSP的多超声测距数据采集处理系统摘要:介绍了自行设计的移动机器人CASIA-I中超声测距系统的软、硬件,以及超声测距数据与上位机通信的设计和实现过程。该系统以DSP-TMS320LF2407A作为核心处理器,以CAN总线为基础,实现了上述功能。经实验验证,测距范围为0.45m~3.5m,系统测距精度在0.7%以内,可以满足移动机器人室内导航的要求。关键词:移动机器人DSP超声测距CAN总线通讯移动机器人要实现在未知和不确定环境下运行,必须具备自动导航和避障功能。在移动机器人的导航系统中,传感器起着举足轻重的作用。视觉、激光、红外、超声传感器等都在实际系统中得到了广泛的应用。其中,超声波传感器以其信息处理简单、速度快和价格低,被广泛用作移动机器人的测距传感器,以实现避障、定位、环境建模和导航等功能。传统的轮式移动机器人超声数据采集系统大多采用单片机作为微处理器,以此来测量移动机器人到障碍物的距离,并将距离通过串口传输到上位机。采用这种设计,系统制造简单、成本低。但是,对于多超声传感器测距系统,如果仍采用单片机来完成测距任务,由于系统中超声传感器数量较多,为保证系统的实时性,就需要多个单片机才能完成数据采集,这使得采集系统不可避免地存在设计复杂和一延续算法难以实现等缺陷。随着微电子工艺的发展,数字信号处理器(DSP)的应用领域已从通信行业拓展到工业控制领域。TI公司推出的TMS320LF2407A的专门针对控制领域应用的DSP,它具有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构,其指令执行速度高达40MIPS,且大部分的指令都可以在一个25ns的单周期内执行完毕。另外,它还具有非常强大的片内I/O端口和其它外围设置,可以简化外围电路设计,降低系统成本。正是基于种思想,中国科学院自动化研究所在国家“86