红外在导肓中的应用
随着科学技术的迅猛发展以及相关条件的日趋成熟,作为信息技术三大基础之一的传感器技术逐渐受到了各学科领域的高度重视,已成为当前各发达国家竞相发展的高技术之一,其中红外传感器是大家非常熟悉的一类传感器,它是以红外线为介质的测量系统,能用于辐射和光谱测量、搜索和跟踪系统、热成像系统、测距和通信系统等,巳经在现代化的生产实践中发挥出了巨大的作用。
导盲车也称导肓机器人,更通俗的叫法是“电子导盲犬”。顾名思义,其功能是帮助肓人朋友确定自己所在的位置,并且帮助肓人朋友安全顺利地到达目的地。导肓车上装有信息处理器、传感器和GPS接收器等装置,能对行进坐标进行连续检测,获取前方交通信息及人员定位信自息,从而控制导肓车的驱动系统,并能了解到周边的一些有用信息。
本文将对红外传感器在导肓车系统中的应用做一个浅析。
红外传感器的避障原理:
红外传感器一般由红外发射管、红外接收管、红外发射电路和红外接收处理电路组成。红外传感器的避障的作原理是:当遇到前方有障碍物的时候,红外发射管发射出去的红外光经障碍物反射之后被红外接收管接收,其输出会立即发生高低电平的转换,该信号经运放放大电路放大之后被送CPU进行信息处理。而一般会在前方装一个方向的红外传感器,反射回来的信息经单片机系统分析处理后做出哪个方向有障碍物的判断,从而对导肓车做出停行,并将信息以语音的行式反馈回肓人进行下一步的判断。有些功能较完善的导盲车会自动判断出前方障碍物的距离,从而控制车体的转向角度,并跟障碍物保持一定的安全距离。
超声波传感器的测距原理是:首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度,最后除以2,得到的就是车体当前位置与障碍物之间的距离。虽然通过一定的方式可以提髙超声波测距的精度,但是,采用该方式仍存在一定的缺陷一有肓区。超声波传感器的测距范围一般在30?300厘米之间,如果导肓车的前进方向突然近距离窜出一个障碍物体,有可能会导致超声波传感器测距失误。而红外传感器可较好地探测近距离范围内的障碍物,一般在几十厘米之内,因此,采用这两种传感器一起测量可实现良好的互补。红外传感器的测距原理是:红外接收管接收到的反射光强随障碍物体的距离变化,距离近,则反射光强,距离远,则反射光弱,因此根据接收到的反射光的强弱可以大致判断障碍物的距离。
导肓车的测距系统往往由超声波传感器和红外传感器共同组成。
红外传感器的循迹原理:
为了给肓人提供行路方便,城市道路中往往设有肓道,如果能正确地引导肓人朋友在肓道上行走,会大大增加盲人朋友出行的安全性。导肓车系统的肓道循迹有很多种方式,可以采用超声波传感器循迹,也可以采用视觉传感器循迹,还可以采用红外传感器循迹,颜色传感器循迹,GPS导航。现在简单介绍红外传感器循迹的基本原理:为了醒目地提醒过往行人注意避让肓人朋友,修建肓道的肓道砖大多呈黄色,与旁边的普通人行道形成较明显的颜色反差。由于深色的普通人行道和浅色的肓道对红外光的反射强度不同,因此,一直处于肓道上的导肓车一旦偏离了肓道,其系统接收到路面反射回来的反射红外光强度就会发生较大的变化。利用该特性,通过单片机就能获取不同的电平信号,从而对小车的前进方向进行控制。
颜色传感器原理:通过颜色传感器对肓道颜色进行一个判断,保证进行方的的准确性。
GPS原理:通过卫星定位,进行进路线及行进方向的一个判断,并即时提示位置坐标的语音提示。
所以说,综合以上的应用系统组成的产品,在安全性方面比较具有优势。
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