一种基于ARM的仿生偏振光测试系统的研究

针对研制仿生导航微纳传感器的需要,设计了一种以光电二极管为光电转换元件、以ARM微处理器为控制核心的仿生偏振光测试系统.分析了仿生偏振光测试的原理,并对测试系统的硬件设计及基于实时操作系统uC/OS-Ⅱ的软件开发进行了详细的阐述.该测试系统成功实现了对特定波段(370 nm-520 nm)的偏振光信号的采集,并利用三路信号进行了定位角度的计算.     

基于集成光电探测器的仿生偏振光导航传感器

根据沙漠蚂蚁(Cataglyphis)导航机制设计了一个体积小、集成度高的偏振光导航传感器.传感器采用一个具有多方向偏振检测功能的集成光电探测器采集光信号,减小分立元件带来的安装误差.设计了以MSP430为核心的硬件电路来对电信号进行控制处理,采用分段导航算法计算导航角,提高传感器分辨率;设计了实时信息显示界面,便于实时对传感器进行监测.在室内对传感器进行了性能测试,对实验数据进行处理后得到的导航精度在±0.1°以内.实验证明:该传感器精度较高且性能稳定,有着良好的发展应用前景.     

基于语音识别和红外光电传感器的自循迹智能小车设计

基于光电传感器和语音识别技术完成了一种自循迹智能小车的设计.该小车采用凌阳16位单片机SPCE061A作为系统控制处理器,以反射式红外光电传感器获取路径信息.根据路径信息中黑线的位置来调整小车的运动方向与速度,从而实现自循迹功能.结合SPCE061A片内资源,编写了语音处理API函数,实现语音人机交互的智能化导航控制....     

仿生偏振导航光电测试系统的设计与实现

为了验证仿生偏振导航定向机理和进一步建立高精度偏振导航模型的需要,设计了探测天空偏振光方向信息的光电测试系统,能够测出载体当前方向和太阳子午线之间的夹角。分析了昆虫利用偏振光导航的机理,按照机理设计了相应的硬件系统;推导了偏振光传感器的响应模型,用偏振导航并发式模型对获取的数据进行了处理。实验结果表明了仿生偏振导航的可行性和光电测试系统设计的有效性,为偏振导航的深入研究奠定了基础。     

倾斜补偿式地磁传感器的设计与误差补偿方法

针对仿生偏振光-地磁-GPS的多信息源融合导航平台中的地磁导航需求,设计一种基于磁阻技术的补偿式三维地磁传感器系统.详细介绍了三维地磁传感器的原理、设计方法,分析了影响传感器精度的误差来源,并有针对性地进行了误差分析与补偿方法的研究.本传感器可实现航向角、俯仰角以及横滚角的动态实时测量,为多信息源融合下的自主导航系统提供一种精确有效的地磁导航辅助信息.     

自动电子安平仪控制系统的设计

以硅光电池作为安平仪敏感元件的光电式角度传感器的工作原理,设计了自动电子安平仪的硬件电路,介绍了软件系统的主要设计任务和总体思路,采取数字滤波滤除了干扰信号,采取PID控制算法提高了系统的性能指标,通过实验对自动电子安平仪传感器的性能进行了测试,最后对样机进行了测试,结果表明自动电子安平仪两个主要指标,即安平精度和安平时间基本达到设计要求.     

基于MSP430的仿生偏振光导航传感器的设计与实现

根据沙漠蚂蚁Cataglyphis的导航机理,采用分段导航算法研制了以MSP430为控制核心的偏振光导航传感器.该传感器利用分段算法通过变化明显的两路电压信号计算导航角,分辨率高,采用混合信号处理器降低传感器功耗,无线通信方式增加了信号传输距离和灵活性,方便应用.分析了传感器导航机理和分段导航算法;设计传感器的硬件电路...     

智能车辆SINS/DGPS/光电测速仪组合导航的研究

为适应自主驾驶车辆的高精度、高频率与高可靠性的导航要求,本文对智能车辆的多传感器组合导航进行了研究.提出了一种双向光电测速仪和CP-DGPS共同辅助SINS的智能车辆组合导航方法,进行了仿真试验验证.结果表明,该组合导航系统能为智能车辆提供丰富的导航信息,并具有100 Hz的高频输出、厘米级的导航精度和较强的容错能力,当GPS较长时间中断时,通过SINS/光电测速仪的组合仍能为智能车辆提供可靠的导航数据.     

基于多传感器的移动小车循墙导航控制

针对传统单传感器循墙移动小车存在控制精度不高、行走导航不稳定、控制程序算法繁杂的问题,提出了基于光电传感器、超声波传感器及光电测速码盘等多传感器组合的新型移动小车循墙导航控制方法。描述了移动小车系统结构、传感器设置,阐述了超声波传感器、光电传感器和光电测速码盘等的检测分析方法。提出了基于超声波的超误差模糊化算法,并根据超误差模糊化算法设计了相应的控制算法程序。讨论了房间内不同运动环境下各个传感器的工作状态,并由不同的运动环境状态确定了不同的传感器检测信息。利用光电传感器、超声波传感器、光电测速码盘检测信息,构建了室内环境状态的混合模型。结合混合模型制定了对应的控制策略,在该控制策略的作用下,实现了小车在室内各环境状态下的平稳运行。试验结果表明,基于多传感器构建的混合模型实现了移动小车精确、稳定的循墙导航控制,所提出的方法简单可靠、实用性强,具有一定的应用价值。     

一种寻线机器人实时控制系统的研究

针对寻线机器人实时控制的要求,提出了一种基于嵌入式实时操作系统uC/OS-Ⅱ和有限状态机相结合的寻线机器人系统设计方案.本方案以Renesas公司的H8/3048F-ONE型单片机为硬件核心,使用uC/OS-Ⅱ内核进行任务的管理与调度,并采用有限状态机的系统分析和程序设计方法设计了逻辑控制任务.行驶首圈采用光电传感器导航,同时生成路径地图;次圈及其以后采用基于地图和光电传感器的信息融合导航方法.实验结果表明,系统生成地图与实际路径地图吻合性好,24米路径次圈行驶的时间均比首圈少2-4s.系统在实时性、稳定性、可移植性和可扩展性等方面,更能满足寻线机器人发展的需要.