紅外反射式傳感器

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

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

3、供遠、近分檔的距離。因此使用較簡單的接近傳感器實現(xiàn)小車尋跡和避障是有依據(jù)可循的并且是可行的。為了簡單起見，系統(tǒng)中使用了八個紅外反射式光電傳感器，其中三個用于尋跡，三個用于障礙判斷，兩個用于主動輪測速。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，不容易被干擾但價格較貴。理論上光電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射同時又能被接收管接收到的范圍就能進行檢測，然而這是一種理想的結果。因為光的反射受到多種因素的影響，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)射和接收管進行測量將因為干擾產生錯誤信號，采用對反射光強進行測量的方法可以提高系統(tǒng)的可靠性和準確性。紅外反射光強法的測量原理是將發(fā)射信號經調制后送紅外管發(fā)射，光敏管接收調制圖

5、3紅外光電傳感器電路傳感器的使用數(shù)量應該盡量少以減少單片機的信號處理量，尋跡小車一共安裝有八個紅外光電傳感器，選用運算放大器LM324，光電傳感器檢測到的信號經放大器放大整形送微處理器判斷、運算、控制。LM324是14腳DIP封裝，內置四個運算放大器的集成器件，用兩個LM324便能完成所有傳感器與MCU的連接，并且電路簡單，響應速度快，波形規(guī)則，調試簡單。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用于檢測是否跑偏，Ｂ傳

6、感器在黑線范圍內用于輔助檢測，以確保小車機器人隨時在以如圖4的狀態(tài)運行。傳感器狀態(tài)決定下一步的運行方式，具體可參見程序設計中的相關內容。測障礙傳感器安裝位置分別位于小車前、左、右三個方向，用于檢測前方、左圖4尋跡傳感器安裝位置示意圖邊和右邊的障礙。測速度傳感器安裝在緊靠車輪兩側。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AT89C2051，AT89C2051是一個只有20引腳的芯片，其相對AT89C51減少了兩個對外端口