[发明专利]一种灰度传感器及一种基于灰度传感器的循迹控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种灰度传感器，尤其涉及一种灰度传感器及一种基于灰度传感器的循迹控制方法。

背景技术

目前，灰度传感器在检测领域上有较为广泛的应用，通常是利用灰度传感器获取被测对象的实时灰度，通过对实时灰度的判断来确定被测对象的表面是否符合标准。

灰度传感器在机器人循迹前进的控制上也有所应用，在以往的机器人循迹前进时，一般需要采用人工目测的方法调整灰度对比值，使用者只能凭借经验粗略估计灰度比较状态（灰度对比值的大小），并进行手工调节，通常是通过螺丝刀调节灰度传感器上的可调电阻，这样不仅调节相当麻烦，而且容易出现灰度对比值偏差较大，造成机器人在循迹前进时容易出错。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种灰度传感器及一种基于灰度传感器的循迹控制方法，这种灰度传感器调节相当简单，能够自动计算灰度平均值，而且灰度平均值更加精确，使得机器人能够更精确地循迹前进。采用的技术方案如下：

一种灰度传感器，包括灰度探测模块，其特征是：还包括取样触发模块、模数转换器、计算比较模块和输出接口；取样触发模块的输出端与灰度探测模块的控制端电连接；灰度探测模块的输出端与模数转换器的输入端电连接；模数转换模器的输出端与计算比较模块的输入端电连接；计算比较模块的输出端与输出接口电连接。

取样触发模块发出取样信号给灰度探测模块，灰度探测模块在接收到来自取样触发模块的取样信号的情况下，探测被测对象的灰度，产生取样灰度模拟信号；在其他情况下，灰度探测传感器探测被测对象的灰度，产生当前灰度模拟信号。

模数转换器将来自灰度探测模块的取样灰度模拟信号和前灰度模拟信号分别转换为取样灰度值和当前灰度值。

计算比较模块接收来自模数转换器的取样灰度值和当前灰度值，计算比较模块计算两次取样灰度值的平均值，并储存为灰度平均值，当前灰度值与灰度平均值进行比较，根据比较结果输出一个控制信号给输出接口。

这种灰度传感器，通过取样触发模块发出取样信号，使灰度探测模块自动取样，并将模拟信号转换为数字信号，实现自动取样、自动计算灰度平均值（灰度比对值），而实时的当前灰度值与灰度平均值进行比较，输出控制信号，机器人在循迹前进时，依靠控制信号自动进行换向，实现全自动控制，并且由于自动计算灰度平均值，比以往人工目测调整灰度对比值更加精确，使得机器人能够更精确地循迹前进，而且只要通过取样触发模块（一般包括触发开关）进行触发取样即可，调节相当简单。

作为本发明的优选方案，还包括滤波器，滤波器电连接在所述灰度探测模块与数模转换器之间。通过设置滤波器，对灰度探测传感器发出的取样灰度模拟信号和前灰度模拟信号进行滤波，使得模数转换后的取样灰度值和当前灰度值更加精确。

作为本发明进一步的优选方案，所述计算比较模块包括储存器、平均值计算模块和比较器；储存器、比较器的一个输入端与所述数模转换器的输出端电连接，比较器的另一个输入端与储存器电连接，平均值计算模块与储存器电连接；比较器的输出端与所述输出接口电连接。储存器接收来自模数转换器的取样灰度值并进行储存；平均值计算模块从储存器读取两个取样灰度值并计算两个取样灰度值的平均值，并返回给储存器储存为灰度平均值；比较器接收来自数模转换器的当前灰度值和读取储存器的灰度平均值，将当前灰度值与灰度平均值进行比较，并根据比较结果输出控制信号给输出接口。上述比较器一般采用一个减法器。