依据超声波避障技能是树立在获取机器人前方障碍物的距离和方位信息上,故超声波避障技能首要运用超声波传感器，依据超声波测距原理，结合矩阵式结构规划理念的数据交融对机器人前方障碍物的距离和方位进行定位。
超声波测距技能的办法有许多，如相位检测法、声波幅值检测法和渡越时刻检测法等。本论文是选用超声测距最常用的办法渡越时刻勘探法。即在声速已知的情况下，经过丈量超声波回声所阅历的时刻来取得距离。其原理图如图所示。
图1：超声波测距原理图
为了树立一个智能扫地机器人避障控制体系，重要的是要使智能扫地机器人能做到安稳、接连避障，一起避障算法的拟定应依据智能扫地机器人行走体系的速度及反应时刻等参数来规划。
深圳世强署理的TDC-GP22芯片能够满意上述规划使用要求,它完全是一个单芯片署理超声波发射与接纳的悉数电路。AMS公司使用纯数字化CMOS 技能出产的时刻数字转换器，能将时刻距离的丈量量化到22ps的精度，能够说天生就担负了推进超声波避障技能革新的任务。
上图为TDC-GP22的内部结构原理图，时刻数字转换器TDC即为芯片TDC-GP22的技能中心，它使用信号经过逻辑门的肯定时刻延迟来准确量化时刻距离。而且这个高精度的时刻丈量单元TDC，其分辨率到达22ps。
世强署理的TDC-GP22的重要特性还包含：
● 温度丈量精度(2mk rms);
● TOF飞翔时差的温漂(0.3ps/k);
● 供给针对超声波避障技能所需求的完好的模仿前端：内部集成斩波安稳的内部低噪声比较器(比较器触发offset范围在±35 mV)和低串扰模仿开关，这就处理了工程师模仿部分规划的问题，提高了体系丈量质量。
TDC-GP22的脉冲发生器在时刻丈量中可直接驱动超声波换能器，无需别的添加驱动芯片，简化了规划并降低了本钱;高精度的时刻丈量，简练的外部电路、集成的内部信号处理算法，超低的全体功耗丈量特性使得其十分适合于超声波避障技能的使用。
TDC-GP22三个重要功用
因TDC-GP22是在TDC-GP21的基础上开展而来，所以TDC-GP22的功用、管脚、寄存器与TDC-GP21能够100%兼容(可1:1进行替换)。TDC-GP22除了具有TDC-GP21的一切特性外，还添加了三个重要的功用。之所以说TDC-GP22是超声波避障技能的革新，正是与这三个新增的重要功用严密相关。
● 智能第一个回波检测功用。TDC-GP22使得时刻窗口设置不再受时差改变影响，然后完结准确的脉冲距离丈量。
● 第一波脉冲宽度丈量功用(现在市面上仅TDC-GP22能够完结)。GP22的脉冲宽度丈量能够协助判别回波信号质量.
● 简化的多脉冲成果核算功用。TDC-GP22芯片将会主动处理核算3个脉冲成果，并给出平均值。经过这种方法，简化了整个丈量的流程，丈量的成果完全由TDC-GP22主动完结，MCU仅需直接读成果，节约单片机资源，并满意低本钱高精度丈量要求。
