循迹光电传感器的研究与设计开题报告

1. 研究目的与意义

循迹光电传感器在工业控制、避障小车、循迹机器人等领域应用广泛。本次毕业设计采用多组收发晶体管为基础，高性能单电源运放为信号调理环节，设计单一正5V供电的循迹传感器，为工控机器人及其他应用打下基础。

2. 国内外研究现状分析

智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库、服务机器人等领域。在智能车辆领域，智能小车自动行驶功能将有助于智能车辆的研究。智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了新的解决途径。人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为21世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此，为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常必要的。目前，机器人的研究正向着复杂型、智能型、自主型发展，机器人与人类生活联系的越来越紧密。作为现代机器人中一个重要分支的移动式机器人是一个相当活跃的研究领域。我国清华大学，北京理工大学等单位也在研发智能车辆，汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机科学和汽车操纵动力等多门学科于一体的综合性技术，汽车自主驾驶功能水平的高低常被用来作为衡量一个国家控制技术水平的重要标准之一。智能车辆的相关技术，也将为促进轮式机器人的研究。

参考文献：

[1] 周立功等. arm嵌入式系统基础教程[m].

3. 研究的基本内容与计划

（一）实验原理：

以光电收发对管为基础，一收一发，一传一感。信号的调理采用运算放大器和电位器组成的输出可调电路。光电收发对管中的一个晶体管发出红外光信号，当红外光信号遇到障碍物时，产生信号的反射，此时收发对管中的另一个晶体管将收到信号。反之，如果没有障碍物，即使一个晶体管发出红外光信号，另一个晶体管也收不到信号。课题利用该原理，设计循迹传感器，实现循迹、避障等功能。

（二）实验内容：

4. 研究创新点

使用红外传感器最大的优点是结构简明，实现方便，成本低廉，免去了繁复的图像处理工作，反应灵敏，响应时间低，便于近距离路面情况的检测。采用一字型传感器布局，优点是常见且安装方便。本系统采用双排非均匀排布红外传感器探测路面信号。下面一排用来检测起跑线，离地面较近，选择的灵敏度高的接收管。上面一排用于检测赛道信息，离地面较远，所以选择的抗干扰能力强的接收管。