紅外反射式傳感器

1、機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機(jī)器人一個(gè)視覺(jué)功能。自動(dòng)尋跡是基于自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV—autoguidedvehicle）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)識(shí)別路線，判斷并自動(dòng)規(guī)避障礙，選擇正確的行進(jìn)路線。采用與地面顏色有較大差別的線條作引導(dǎo)，使用傳感器感知導(dǎo)引線和障礙判斷。2傳感器選擇傳感器選擇實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的視覺(jué)和接近覺(jué)功能有多種方式：1）可使用CCD攝像頭進(jìn)行圖象采集和識(shí)別方法，但是不適用在小體積系統(tǒng)使

2、用，并且還涉及圖象采集、圖象識(shí)別等領(lǐng)域。2）電容式接近傳感器，基于檢測(cè)對(duì)象表面靠近傳感元件時(shí)的電容變化。3）超聲波傳感器，根據(jù)波從發(fā)射到接收的傳播過(guò)程中所受到的影響來(lái)檢測(cè)物體的接近程度。4）紅外反射式光電傳感器，它包括一個(gè)可以發(fā)射紅外光的固態(tài)發(fā)光二極管和一個(gè)用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。根據(jù)使用場(chǎng)合的具體情況，傳感器要感知的對(duì)象是物體的有無(wú)和物體的接近程度，與精確的測(cè)距系統(tǒng)有相似之處，但又有不同，只要求判斷出簡(jiǎn)單的閾值或提

3、供遠(yuǎn)、近分檔的距離。因此使用較簡(jiǎn)單的接近傳感器實(shí)現(xiàn)小車尋跡和避障是有依據(jù)可循的并且是可行的。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，系統(tǒng)中使用了八個(gè)紅外反射式光電傳感器，其中三個(gè)用于尋跡，三個(gè)用于障礙判斷，兩個(gè)用于主動(dòng)輪測(cè)速。3紅外反射式光電傳感器特性與工作原理紅外反射式光電傳感器特性與工作原理反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，以及激光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率較集中，傳感器只接收很窄

4、的頻率范圍信號(hào)，不容易被干擾但價(jià)格較貴。理論上光電傳感器只要位于被測(cè)區(qū)域反射表面可受到光源照射同時(shí)又能被接收管接收到的范圍就能進(jìn)行檢測(cè)，然而這是一種理想的結(jié)果。因?yàn)楣獾姆瓷涫艿蕉喾N因素的影響，如反射表面的形狀、顏色、光潔度，日光、日光燈照射等不確定因素。如果直接用發(fā)射和接收管進(jìn)行測(cè)量將因?yàn)楦蓴_產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，采用對(duì)反射光強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量的方法可以提高系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性。紅外反射光強(qiáng)法的測(cè)量原理是將發(fā)射信號(hào)經(jīng)調(diào)制后送紅外管發(fā)射，光敏管接收調(diào)制圖

5、3紅外光電傳感器電路傳感器的使用數(shù)量應(yīng)該盡量少以減少單片機(jī)的信號(hào)處理量，尋跡小車一共安裝有八個(gè)紅外光電傳感器，選用運(yùn)算放大器LM324，光電傳感器檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)放大器放大整形送微處理器判斷、運(yùn)算、控制。LM324是14腳DIP封裝，內(nèi)置四個(gè)運(yùn)算放大器的集成器件，用兩個(gè)LM324便能完成所有傳感器與MCU的連接，并且電路簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快，波形規(guī)則，調(diào)試簡(jiǎn)單。尋跡用接近傳感器安裝位置如圖4所示，Ａ、Ｃ傳感器騎在黑線兩測(cè)用于檢測(cè)是否跑偏，Ｂ傳

6、感器在黑線范圍內(nèi)用于輔助檢測(cè)，以確保小車機(jī)器人隨時(shí)在以如圖4的狀態(tài)運(yùn)行。傳感器狀態(tài)決定下一步的運(yùn)行方式，具體可參見(jiàn)程序設(shè)計(jì)中的相關(guān)內(nèi)容。測(cè)障礙傳感器安裝位置分別位于小車前、左、右三個(gè)方向，用于檢測(cè)前方、左圖4尋跡傳感器安裝位置示意圖邊和右邊的障礙。測(cè)速度傳感器安裝在緊靠車輪兩側(cè)。系統(tǒng)控制由微處理器完成，微處理器采用ATMEL公司的單片機(jī)AT89C2051，AT89C2051是一個(gè)只有20引腳的芯片，其相對(duì)AT89C51減少了兩個(gè)對(duì)外端口