環境自適應灰度循跡傳感器設計
2022年電子技術應用第2期
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
摘要： 針對灰度循跡傳感器在環境光照發生變化時不能自動適應調節基準電壓的問題，設計了一種新型灰度循跡傳感器。該傳感器將微處理器與傳統灰度循跡傳感器電路進行結合。微處理器對多路傳統灰度傳感器電路采集到的檢測電壓信號進行融合計算，得到該環境光照下最優基準電壓，以解決傳統灰度循跡傳感器基準電壓無法自適應環境光照，存在循跡誤判的問題。實驗表明，該傳感器設計方案提高了灰度循跡傳感器循跡準確性，提高了傳統灰度循跡傳感器環境適應性。
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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