[实用新型]路迹识别光敏传感器阵列模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种路迹识别光敏传感器阵列模块，属于电子测控和路迹识别领域。

背景技术

在地面轨迹错综复杂的情况下，为了能准确获取地面路径的分布情况，使机器人、小车等能够快速、准确地获取地面路迹信息，提高其反应速度和准确率，光敏传感器路迹识别技术对于各种需要通过寻找轨迹来完成任务的设备提供技术支持。

一般的光敏传感器只能够检测一条轨迹。机器人沿路迹运动，当它沿着一条直线轨迹前进时，一个光敏传感器足以完成此任；而在有多条交叉路径的复杂路迹情况下，一个光敏传感器就无法完成路径的识别，必须采用多个传感器才能实现复杂路径的准确识别，但这样会占用较多的硬件端口资源，而机器人要完成多项任务，主控板上微处理器的硬件资源有限。

目前，大多数机器人都采用多个传感器占用多个端口资源，系统实现存在一定的难度。

实用新型内容

本实用新型针对复杂路径的识别问题而提出一种准确度高、反应快、功耗低、使用成本低的路迹识别光敏传感器阵列模块。

该路迹识别光敏传感器阵列模块包括：电源电路、传感器电路、单片机电路和I²C电路，其中：电源电路分别给传感器电路、单片机电路和I²C电路供电，传感器电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路与I²C电路双向相连。

所述电源电路输出3.3V和5V两种电压。

所述单片机电路包括微控制器和JTAG调试电路，JTAG调试电路的输入端与微控制器相连接。

所述传感器电路包括16路相同的呈四行四列等间隔分布的光敏传感器电路。

所述光敏传感器电路是由红外发射接收对管和两个电阻构成，红外发射接收对管连接电源电路的5V输出端，红外发射接收对管的发射端和接收端分别串接一个电阻后接地。

本实用新型中传感器电路采用16路相同的光敏传感器电路呈四行四列等间隔分布，采用嵌入式技术检测路面轨迹情况，对地面路径信息进行自动采集并处理，结构简单，识别准确度高，反应速度快，功耗低，使用成本低。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图，图中标号：1-电源电路；2-传感器电路；3-单片机电路；4-I²C电路。

具体实施方式

本实用新型的结构框图如图1所示，包括电源电路、传感器电路、单片机电路和I²C电路，其中：电源电路给传感器电路提供5V电压，给单片机电路和I²C电路均提供3.3V和5V电压，传感器电路的输出端连接单片机电路的输入端，单片机电路与I²C电路双向相连。

如图2所示是本实用新型的电路原理图，电源电路1中的电压转换芯片U2采用AMS1117，5V输入电压首先经过一个10uf的电容C3滤波后再接到电压转换芯片U2的Vin端，电压转换芯片U2的Vout端通过一个0欧电阻R6输出3.3V稳定电压，然后通过电阻R7为电源指示灯D1供电；传感器电路2包括16路相同的呈四行四列等间隔分布的光敏传感器电路，所述光敏传感器电路由红外发射接收对管和两个电阻(6.8K和510)构成，红外发射接收对管采用FS-043W，每个红外发射接收对管均接入5V电压，其发射端和接收端均串接一个电阻后接地，16个红外发射接收对管即AD1～AD16的接收端分别连接单片机电路3中微控制器U1的P1.4～P1.6、P1.7、P2.0～P2.3、P2.4～P2.7、P3.0～P3.4端；单片机电路3中微控制器U1采用C8051F360，微控制器U1接入3.3V电压，微控制器U1的8脚和9脚连接JTAG调试电路的输入端，JTAG调试电路接入5V电压，JTAG调试电路用于下载程序或在线调试；I²C电路4由一个I²C接口JP1和两个上拉电阻R1和R2构成，I²C接口JP1的2脚和3脚分别加上拉电阻R1和R2且分别与微控制器U1的5脚和4脚连接，I²C接口JP1的4脚接入5V电压，1脚接地，3.3V电压通过上拉电阻R1和R2接入；微控制器U1对传感器电路1发送过来的模拟信号进行十位A/D转换，将所得结果进行数据处理并通过I²C电路4将信息发送出去。

本实用新型中的光敏传感器电路根据不同颜色的物质吸收红外光线强弱不同的原理，红外发射管发射红外光，红外接收管接收未被吸收的红外光，并根据接收到红外光强的不同而输出不同电压，单片机对16路光敏传感器电路的模拟输入信号进行A/D转换，从而将地面灰度变化转换成单片机内部的数字变化；16路光敏传感器电路呈四行四列等间隔分布，这样能够实现对地面复杂路径信息的快速检测，单片机将整理好的数字信息通过I²C接口发送，占用接口少，节省硬件资源。