环境自适应灰度循迹传感器设计
2022年电子技术应用第2期
陈栩聪1，袁 飞2，梁新农2，丁 韩2
1.汕头大学 工学院，广东 汕头515063；2.广东技术师范大学 自动化学院，广东 广州510450
摘要： 针对灰度循迹传感器在环境光照发生变化时不能自动适应调节基准电压的问题，设计了一种新型灰度循迹传感器。该传感器将微处理器与传统灰度循迹传感器电路进行结合。微处理器对多路传统灰度传感器电路采集到的检测电压信号进行融合计算，得到该环境光照下最优基准电压，以解决传统灰度循迹传感器基准电压无法自适应环境光照，存在循迹误判的问题。实验表明，该传感器设计方案提高了灰度循迹传感器循迹准确性，提高了传统灰度循迹传感器环境适应性。
中圖分類號： TP212.9；TP18
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201034
中文引用格式： 陳栩聰，袁飛，梁新農，等. 環境自適應灰度循跡傳感器設計[J].電子技術應用，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.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201034
中文引用格式： 陳栩聰，袁飛，梁新農，等. 環境自適應灰度循跡傳感器設計[J].電子技術應用，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
機器人是一種具有自主意識的自動化設備，它融合了電力電子技術、運動控制技術、傳感器感知技術和計算機技術等[1-2]，在現代化生產生活中發揮著重要作用[3-4]。自主移動機器人技術中機器人環境感知技術是一個重要的研究方向[5-6]。要讓自主移動機器人能夠精準地按照規劃的路徑行進，必須通過各種傳感器對機器人所在空間位置和行進路徑進行識別。
目前，自主移動機器人行進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]。傳統灰度循跡傳感器具有性能穩定和實現原理簡單的優點，也存在著環境適應差的問題。該類傳感器在使用之前需要通過電位器手動調節基準電壓來適應當前環境和場地，并且在機器人自主移動過程中，如果外界環境發生變化，易出現自主移動機器人循線識別錯誤，偏離預定行進路徑的問題[17-18]。
針對傳統灰度循跡傳感器環境適應性差的問題，本文設計了一種環境自適應灰度循跡傳感器，該新型傳感器能夠根據環境光照情況，通過微處理器自動對基準電壓進行最優化調整，提高了灰度循跡傳感器對環境變化的適應能力，提高了自主移動機器人循跡穩定性和環境適應性。
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作者信息：
陳栩聰1，袁 飛2，梁新農2，丁 韓2
(1.汕頭大學 工學院，廣東 汕頭515063；2.廣東技術師范大學 自動化學院，廣東 廣州510450)
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