《電子技術(shù)應(yīng)用》
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環(huán)境自適應(yīng)灰度循跡傳感器設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第2期
陳栩聰1，袁 飛2，梁新農(nóng)2，丁 韓2
1.汕頭大學(xué) 工學(xué)院，廣東 汕頭515063；2.廣東技術(shù)師范大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州510450
摘要： 針對灰度循跡傳感器在環(huán)境光照發(fā)生變化時(shí)不能自動(dòng)適應(yīng)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓的問題，設(shè)計(jì)了一種新型灰度循跡傳感器。該傳感器將微處理器與傳統(tǒng)灰度循跡傳感器電路進(jìn)行結(jié)合。微處理器對多路傳統(tǒng)灰度傳感器電路采集到的檢測電壓信號進(jìn)行融合計(jì)算，得到該環(huán)境光照下最優(yōu)基準(zhǔn)電壓，以解決傳統(tǒng)灰度循跡傳感器基準(zhǔn)電壓無法自適應(yīng)環(huán)境光照，存在循跡誤判的問題。實(shí)驗(yàn)表明，該傳感器設(shè)計(jì)方案提高了灰度循跡傳感器循跡準(zhǔn)確性，提高了傳統(tǒng)灰度循跡傳感器環(huán)境適應(yīng)性。
中圖分類號： TP212.9；TP18
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201034
中文引用格式： 陳栩聰，袁飛，梁新農(nóng)，等. 環(huán)境自適應(yīng)灰度循跡傳感器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(2)：32-35，40.
英文引用格式： Chen Xucong，Yuan Fei，Liang Xinnong，et al. Design of environmental adaptive gray tracking sensor[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(2)：32-35，40.
Design of environmental adaptive gray tracking sensor
Chen Xucong1，Yuan Fei2，Liang Xinnong2，Ding Han2
1.College of Engineering，Shantou University，Shantou 515063，China； 2.School of Automation，Guangdong Polytechnic Normal University，Guangzhou 510450，China
Abstract： In this paper, a new gray-scale tracking sensor is designed to solve the problem that the gray-scale tracking sensor cannot automatically adjust the reference voltage when the ambient light changes. The sensor combines a microprocessor with a traditional gray-scale tracking sensor circuit. The microprocessor performs fusion calculation on the detection voltage signals collected by the multi-channel traditional grayscale sensor circuit to obtain the optimal reference voltage under the ambient light to solve the problem that the traditional grayscale tracking sensor reference voltage cannot adapt to the ambient light and there is the problem of tracking misjudgment. Experiments show that the sensor design scheme improves the tracking accuracy of the gray-scale tracking sensor and the environmental adaptability of the traditional gray-scale tracking sensor.
Key words : mobile robot；gray-scale tracking sensor；information fusion；adaptive

0 引言

    機(jī)器人是一種具有自主意識(shí)的自動(dòng)化設(shè)備，它融合了電力電子技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、傳感器感知技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等[1-2]，在現(xiàn)代化生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用[3-4]。自主移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)中機(jī)器人環(huán)境感知技術(shù)是一個(gè)重要的研究方向[5-6]。要讓自主移動(dòng)機(jī)器人能夠精準(zhǔn)地按照規(guī)劃的路徑行進(jìn)，必須通過各種傳感器對機(jī)器人所在空間位置和行進(jìn)路徑進(jìn)行識(shí)別。

    目前，自主移動(dòng)機(jī)器人行進(jìn)路徑的循跡傳感器有攝像頭[7-8]、激光傳感器[9-10]、灰度循跡傳感器[11-12]等，其中攝像頭傳感器對處理器運(yùn)算能力具有較高要求[13-14]，激光傳感器容易受到各種光源影響[15-16]。傳統(tǒng)灰度循跡傳感器具有性能穩(wěn)定和實(shí)現(xiàn)原理簡單的優(yōu)點(diǎn)，也存在著環(huán)境適應(yīng)差的問題。該類傳感器在使用之前需要通過電位器手動(dòng)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓來適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境和場地，并且在機(jī)器人自主移動(dòng)過程中，如果外界環(huán)境發(fā)生變化，易出現(xiàn)自主移動(dòng)機(jī)器人循線識(shí)別錯(cuò)誤，偏離預(yù)定行進(jìn)路徑的問題[17-18]。

    針對傳統(tǒng)灰度循跡傳感器環(huán)境適應(yīng)性差的問題，本文設(shè)計(jì)了一種環(huán)境自適應(yīng)灰度循跡傳感器，該新型傳感器能夠根據(jù)環(huán)境光照情況，通過微處理器自動(dòng)對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行最優(yōu)化調(diào)整，提高了灰度循跡傳感器對環(huán)境變化的適應(yīng)能力，提高了自主移動(dòng)機(jī)器人循跡穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性。




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作者信息：

陳栩聰1，袁  飛2，梁新農(nóng)2，丁  韓2 

(1.汕頭大學(xué) 工學(xué)院，廣東 汕頭515063；2.廣東技術(shù)師范大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，廣東 廣州510450)




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