机器人白线传感系统技术方案

机器人白线传感系统属于传感装置领域，尤其涉及一种通过感应白线定位的机器人白线传感系统。本发明专利技术包括信息采集模块和信息处理模块；信息采集模块端口连接信息处理模块端口；其结构要点为所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板；发光调制电路端口与灯板端口连接，发光调制电路为灯板提供驱动信号；所述信息处理模块包括信号选择电路、信号转换比较电路、控制电路和总线电路；控制电路控制信号选择电路选择灯板输入信号中的某一路输入到信号转换比较电路中，信号转换比较电路将比较结果输入给控制电路，控制电路通过总线电路将比较结果输入给上位机进行处理；本发明专利技术使机器人在特定环境工作中，定位准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感装置领域，尤其涉及一种通过感应白线定位的机器人白线传感系统。
技术介绍
机器人是由计算机控制的复杂机器，它具有类似人的肢体及感官功能；动作程序灵活；有一定程度的智能；在工作时可以不依赖人的操纵。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用，正因为有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力根据检测对象的不同可分为内部传感器和外部传感器。a.内部传感器用来检测机器人本身状态(如手臂间角度)的传感器。多为检测位置和角度的传感器。b.外部传感器用来检测机器人所处环境(如是什么物体，离物体的距离有多远等)及状况(如抓取的物体是否滑落)的传感器。具体有物体识别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。尽管机器人传感器多种多样，但还未发现有关针对一条或多条白色线传感系统设计的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过感应白线对光的反射情况使机器人定位的机器人白线传感系统。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，本专利技术包括信息采集模块和信息处理模块；信息采集模块端口连接信息处理模块端口 ；其结构要点为所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板；发光调制电路端口与灯板端口连接，发光调制电路为灯板提供驱动信号；所述信息处理模块包括信号选择电路、信号转换比较电路、控制电路和总线电路；控制电路控制信号选择电路选择灯板输入信号中的某一路输入到信号转换比较电路中，信号转换比较电路将比较结果输入给控制电路，控制电路通过总线电路将比较结果输入给上位机进行处理。作为一种优选方案，本专利技术所述调制电路包括555定时器电路和达林顿管；555定时器电路的输出信号经达林顿管放大后输入给灯板；作为另一种优选方案，本专利技术所述达林顿管由两个NPN型晶体管组成；作为另一种优选方案，本专利技术所述灯板由采集支路并联组成；所述采集支路包括发光二级管，光敏接收管；所述光敏接收管接收发光二级管发射光的反射光；作为另一种优选方案，本专利技术所述发光二级管采用发红光二极管；作为另一种优选方案，本专利技术所述灯板设有低通滤波电路；所述低通滤波电路用于滤掉闻频白光与其它杂波；作为另一种优选方案，本专利技术所述灯板设有高通滤波电路；所述高通滤波电路用于减小暗电流影响；进一步地，本专利技术所述信号选择电路采用⑶4067芯片；更进一步地，本专利技术所述信号转换比较电路采用Megal6芯片；另外，本专利技术所述控制电路采用CPLD ;其次，本专利技术所述总线电路采用PC104总线。本专利技术针对特定环境，即绿色区域上画有白线，通过绿色区域与白线对对红光的吸收度差别来导航，这样给出了一种针对特定环境的一种传感器系统设计方案，使机器人在所述特定环境工作中，定位准确可靠。不仅如此，根据本专利技术的思路和具体结构，可以类推到其它环境，这使机器人定位技术得到进一步发展。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图I为本专利技术发光调制电路原理图；图2为本专利技术灯板电路原理图；图3为本专利技术采集信号传输流程图；图4为本专利技术信号选择电路原理图；图5为本专利技术信号转换比较电路处理程序流程图；图6为本专利技术机器人距离检测示意图；图7为本专利技术机器人居中校正示意图；图6中，C为机器人中心轴，D为机器人行走方向。具体实施例方式如图所示，本专利技术包括信息采集模块和信息处理模块；信息采集模块端口连接信息处理模块端口；其结构要点为所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板B;发光调制电路端口与灯板B端口连接，发光调制电路为灯板B提供驱动信号；所述信息处理模块包括信号选择电路、信号转换比较电路、控制电路和总线电路；控制电路控制信号选择电路选择灯板B输入信号中的某一路输入到信号转换比较电路中，信号转换比较电路将比较结果输入给控制电路，控制电路通过总线电路将比较结果输入给上位机进行处理；所述调制电路包括555定时器电路和达林顿管；555定时器电路的输出信号经达林顿管放大后输入给灯板B;所述达林顿管由两个NPN型晶体管Ql、Q2组成；所述灯板B由采集支路并联组成；所述采集支路包括发光二级管，光敏接收管LED ;所述光敏接收管LED接收发光二级管发射光的反射光；所述发光二级管采用发红光二极管LED R ;所述灯板B设有低通滤波电路；所述低通滤波电路用于滤掉高频白光与其它杂波；所述灯板B设有闻通滤波电路；所述闻通滤波电路用于减小暗电流影响；所述信号选择电路采用⑶4067芯片；所述信号转换比较电路采用Megal6芯片； 所述控制电路采用CPLD ；所述总线电路采用PC104总线。本专利技术分2个内容，一个是行走信息采集，另一个是信息的处理。这2个部分组成的模块是机器人行走以及理论定位的基础，本专利技术只靠读取场上白线信息来矫正机器人姿态，导航机器人到达目的点。a.信息采集模块。所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板B。如图2示，每 块灯板B有16个光敏接收管LED与17个高亮发红光二极管LED R，交错排列，其中还有低通滤波电路，以滤掉场上的高频白光与其它杂波，使灯板性能稳定。灯板B是靠场地的绿色区域与白线对红光的吸收度差别来导航的。当灯板B的某一处压到白线时反射光较强，光敏接收管LED产生电流较大，经过电阻，返回电压较大；而当其压到灰绿色区域时，红光被吸收，反射光很弱，光敏接收管LED产生电流较小，返回电压也较小。通过设定一个比较电压阀值，我们就可以检测出是否压到白线，以及白线与机器人的相对位置。b.彳目息处理模块。彳目息米集模块是米集场地的/[目息，而所述彳目息处理模块是将米集到的信息数字化处理，然后送给主控模块进行决策判断。信息处理模块包括采用16选I芯片CD4067U_16select (如图4)的信号选择电路、采用Megal6芯片的信号转换比较电路、、CPLD控制电路和PC104总线电路。机器人装有前后2块灯板，灯板B采集的是电压信号，这些电压信号分别送给2块16选I芯片(I块灯板有16个接收管)，Mega 16芯片通过16选I芯片的选择口，将2块灯板B的每个接收管电压扫描进AD转换口，这样，读进的电压信号就变成了数字信号，紧接着Mega 16将这些数字与预设的阀值比较，输出I或者0(压到白线或者没压到)，信息通过4位地址通讯送给CPLD芯片，再通过PC104总线将这些布尔信息送给上位机进行决策处理。如图I、2所示，为了消除频率为50Hz的日常生活用光的干扰，将发红光二极管LEDR发射的光变为调制光。送给发红光二极管LED R的矩形波是由555定时器构成的多谐振荡器提供的，此发射光调制电路是555定时器构成的多谐振荡器的常用电路，从555定时器的引脚3输出的是矩形波(也称多谐波)，其周期为T = O. 7X (R2+2R1)C1将R2 = 2K Ω，Rl = 200k Ω，Cl = O. OOluF带入上式计算，可得到周期T =281. 4us，频率f = 1/T = 3. 55kHz,占空比约为50%。此矩形波要连接到发红光二极管LEDR上，需要多谐振荡器提供较大的电流，但555定时器不能提供如此大的电流，因而将2个NPN的晶体管Ql、Q2组成达林顿管接在555定时器的输出引脚3上，以此来提高输出电流的能力。这样，从5550UT端口上输出的周期为281. 4us，占空比为50%，同时又能本文档来自技高网...

【技术保护点】
机器人白线传感系统包括信息采集模块和信息处理模块；信息采集模块端口连接信息处理模块端口；其特征在于所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板(B)；发光调制电路端口与灯板(B)端口连接，发光调制电路为灯板(B)提供驱动信号；所述信息处理模块包括信号选择电路、信号转换比较电路、控制电路和总线电路；控制电路控制信号选择电路选择灯板(B)输入信号中的某一路输入到信号转换比较电路中，信号转换比较电路将比较结果输入给控制电路，控制电路通过总线电路将比较结果输入给上位机进行处理。

【技术特征摘要】
1.机器人白线传感系统包括信息采集模块和信息处理模块；信息采集模块端口连接信息处理模块端口； 其特征在于所述信息采集模块包括发光调制电路和灯板(B);发光调制电路端口与灯板(B)端口连接，发光调制电路为灯板(B)提供驱动信号； 所述信息处理模块包括信号选择电路、信号转换比较电路、控制电路和总线电路；控制电路控制信号选择电路选择灯板(B)输入信号中的某一路输入到信号转换比较电路中，信号转换比较电路将比较结果输入给控制电路，控制电路通过总线电路将比较结果输入给上位机进行处理。2.根据权利要求I所述的机器人白线传感系统，其特征在于所述调制电路包括555定时器电路和达林顿管；555定时器电路的输出信号经达林顿管放大后输入给灯板(B)。3.根据权利要求2所述的机器人白线传感系统，其特征在于所述达林顿管由两个NPN型晶体管(Q1、Q2)组成。4.根据权利要求2或3所述的机器人白...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪泽，
申请(专利权)人：于洪泽，
类型：发明
国别省市：