一種灰度傳感器及一種基于灰度傳感器的循跡控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種灰度探測傳感器及一種基于灰度探測傳感器的循跡控制方法，包括灰度探測模塊、取樣觸發(fā)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計算比較模塊和輸出接口；取樣觸發(fā)模塊的輸出端與灰度探測模塊的控制端電連接；灰度探測模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換模器的輸出端與計算比較模塊的輸入端電連接；計算比較模塊的輸出端與輸出接口電連接。通過取樣觸發(fā)模塊發(fā)出取樣信號，使灰度探測模塊自動取樣，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)自動取樣、自動計算灰度平均值，而當前灰度值與灰度平均值進行比較，輸出控制信號，機器人在循跡前進時，依靠控制信號自動進行換向，實現(xiàn)全自動控制，使得機器人能夠更精確地循跡前進，調(diào)節(jié)相當簡單。
【專利說明】一種灰度傳感器及一種基于灰度傳感器的循跡控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種灰度傳感器，尤其涉及一種灰度傳感器及一種基于灰度傳感器的循跡控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，灰度傳感器在檢測領(lǐng)域上有較為廣泛的應(yīng)用，通常是利用灰度傳感器獲取被測對象的實時灰度，通過對實時灰度的判斷來確定被測對象的表面是否符合標準。
[0003]灰度傳感器在機器人循跡前進的控制上也有所應(yīng)用，在以往的機器人循跡前進時，一般需要采用人工目測的方法調(diào)整灰度對比值，使用者只能憑借經(jīng)驗粗略估計灰度比較狀態(tài)(灰度對比值的大小)，并進行手工調(diào)節(jié)，通常是通過螺絲刀調(diào)節(jié)灰度傳感器上的可調(diào)電阻，這樣不僅調(diào)節(jié)相當麻煩，而且容易出現(xiàn)灰度對比值偏差較大，造成機器人在循跡前進時容易出錯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種灰度傳感器及一種基于灰度傳感器的循跡控制方法，這種灰度傳感器調(diào)節(jié)相當簡單，能夠自動計算灰度平均值，而且灰度平均值更加精確，使得機器人能夠更精確地循跡前進。采用的技術(shù)方案如下:
一種灰度傳感器，包括灰度探測模塊，其特征是:還包括取樣觸發(fā)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計算比較模塊和輸出接口 ；取樣觸發(fā)模塊的輸出端與灰度探測模塊的控制端電連接；灰度探測模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換模器的輸出端與計算比較模塊的輸入端電連接；計算比較模塊的輸出端與輸出接口電連接。
[0005]取樣觸發(fā)模塊發(fā)出取樣信號給灰度探測模塊，灰度探測模塊在接收到來自取樣觸發(fā)模塊的取樣信號的情況下，探測被測對象的灰度，產(chǎn)生取樣灰度模擬信號；在其他情況下，灰度探測傳感器探測被測對象的灰度，產(chǎn)生當前灰度模擬信號。
[0006]模數(shù)轉(zhuǎn)換器將來自灰度探測模塊的取樣灰度模擬信號和前灰度模擬信號分別轉(zhuǎn)換為取樣灰度值和當前灰度值。
[0007]計算比較模塊接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的取樣灰度值和當前灰度值，計算比較模塊計算兩次取樣灰度值的平均值，并儲存為灰度平均值，當前灰度值與灰度平均值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出一個控制信號給輸出接口。
[0008]這種灰度傳感器，通過取樣觸發(fā)模塊發(fā)出取樣信號，使灰度探測模塊自動取樣，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)自動取樣、自動計算灰度平均值(灰度比對值)，而實時的當前灰度值與灰度平均值進行比較，輸出控制信號，機器人在循跡前進時，依靠控制信號自動進行換向，實現(xiàn)全自動控制，并且由于自動計算灰度平均值，比以往人工目測調(diào)整灰度對比值更加精確，使得機器人能夠更精確地循跡前進，而且只要通過取樣觸發(fā)模塊(一般包括觸發(fā)開關(guān))進行觸發(fā)取樣即可，調(diào)節(jié)相當簡單。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，還包括濾波器，濾波器電連接在所述灰度探測模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間。通過設(shè)置濾波器，對灰度探測傳感器發(fā)出的取樣灰度模擬信號和前灰度模擬信號進行濾波，使得模數(shù)轉(zhuǎn)換后的取樣灰度值和當前灰度值更加精確。
[0010]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述計算比較模塊包括儲存器、平均值計算模塊和比較器；儲存器、比較器的一個輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接，比較器的另一個輸入端與儲存器電連接，平均值計算模塊與儲存器電連接；比較器的輸出端與所述輸出接口電連接。儲存器接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的取樣灰度值并進行儲存；平均值計算模塊從儲存器讀取兩個取樣灰度值并計算兩個取樣灰度值的平均值，并返回給儲存器儲存為灰度平均值；比較器接收來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器的當前灰度值和讀取儲存器的灰度平均值，將當前灰度值與灰度平均值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號給輸出接口。上述比較器一般采用一個減法器。
[0011]作為本發(fā)明更進一步的優(yōu)選方案，所述平均值計算模塊包括加法器和乘法器。加法器的兩個輸入端與所述儲存器電連接，加法器的輸出端與乘法器的輸入端電連接，乘法器的輸出端與儲存器電連接。加法器對兩個取樣灰度值進行相加，輸出給乘法器與0.5相乘，乘法器的計算結(jié)果返回給儲存器。乘法器(multiplier)是一種完成兩個互不相關(guān)的模擬信號相乘作用的電子器件。它可以將兩個二進制數(shù)相乘。它是由更基本的加法器組成的。乘法器不僅作為乘法、除法、乘方和開方等模擬運算的主要基本單元，而且還廣泛用于電子通信系統(tǒng)作為調(diào)制、解調(diào)、混頻、鑒相和自動增益控制；另外還可用于濾波、波形形成和頻率控制等場合，因此是一種用途廣泛的功能電路。一個理想的通用乘法器，不應(yīng)當對任何一個輸入信號的極性加以限制，也就是說，應(yīng)當具有能完成四個象限的運算功能的電路。硬件乘法器，其基礎(chǔ)就是加法器結(jié)構(gòu)，它已經(jīng)是現(xiàn)代計算機中必不可少的一部分。乘法器的模型就是基于“移位和相加”的算法。在該算法中，乘法器中每一個比特位都會產(chǎn)生一個局部乘積。第一個局部乘積由乘法器的LSB產(chǎn)生，第二個乘積由乘法器的第二位產(chǎn)生，以此類推。如果相應(yīng)的乘數(shù)比特位是1，那么局部乘積就是被乘數(shù)的值，如果相應(yīng)的乘數(shù)比特位是0，那么局部乘積全為O。每次局部乘積都向左移動一位。乘法器可以用更普遍的方式來表示。每個輸入，局部乘積數(shù)，以及結(jié)果都被賦予了一個邏輯名稱(如Al、A2、B1、B2)，而這些名稱在電路原理圖中就作為了信號名稱。在原理圖的乘法例子中比較信號名稱，就可以找到乘法電路的行為特性。在乘法器電路中，乘數(shù)中的每一位都要和被乘數(shù)的每一位相與，并產(chǎn)生其相應(yīng)的乘積位。這些局部乘積要饋入到全加器的陣列中(合適的時候也可以用半加器)，同時加法器向左移位并表示出乘法結(jié)果。最后得到的乘積項在CLA電路中相加。注意，某些全加器電路會將信號帶入到進位輸入端(用于替代鄰近位的進位)。這就是一種全加器電路的應(yīng)用；全加器將其輸入端的任何三個比特相加。
[0012]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述取樣觸發(fā)模塊包括電位上拉電阻、防抖電容、觸發(fā)開關(guān)和第一限流電阻；觸發(fā)開關(guān)與防抖電容并聯(lián)連接；電位上拉電阻的一端、第一限流電阻的一端均與防抖電容的同一端連接。在線路連接時，電源的正極連接在電壓上拉電阻的另一端，電源的負極連接在防抖電容的另一端。
[0013]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述灰度探測模塊包括發(fā)光支路和取樣支路；發(fā)光支路包括串聯(lián)連接的發(fā)光二極管和第二限流電阻；取樣支路包括串聯(lián)連接的光敏電阻和第三限流電阻；光敏電阻與第三限流電阻之間的引出線為灰度探測模塊的輸出端。
[0014]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，還包括取樣狀態(tài)指示模塊，取樣狀態(tài)指示模塊包括取樣指示支路和當前指示支路；取樣支路包括串聯(lián)連接的取樣指示燈和第四限流電阻；當前指示支路包括串聯(lián)連接的當前指示燈和第五限流電阻；取樣指示支路的一端與所述取樣觸發(fā)模塊的輸出端電連接；當前指示支路的一端與所述灰度探測模塊的輸出端電連接。如果取樣指示燈和當前指示燈同時亮起，說明正處于取樣狀態(tài)；如果僅僅當前指示燈亮起，說明處于實時探測灰度的狀態(tài)。
[0015]作為本發(fā)明進一步的優(yōu)選方案，所述濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、儲存器、平均值計算模塊和比較器集成為一個集成芯片。
[0016]一種基于灰度傳感器的循跡控制方法，其特征在于包括如下步驟:
(1)將機器人放置在線跡上，機器人上設(shè)置有至少一個灰度探測模塊；
(2)通過機器人上的灰度探測模塊，對線跡和線跡之外部分分別進行取樣，產(chǎn)生兩個取樣灰度模擬量；
(3)兩個取樣灰度模擬量進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為兩個取樣灰度值；
(4)計算兩個取樣灰度值的平均值，標記為取樣灰度平均值；
(5)通過機器人上的灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度，產(chǎn)生一個實時灰度模擬量，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將實時灰度模擬量轉(zhuǎn)換為實時灰度值；
(6)將實時灰度值與取樣灰度平均值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出方向控制信號給機器人；
(7 )機器人根據(jù)方向控制信號的指示，調(diào)整前進方向，沿線跡前進；
(8)回到步驟(5)。
[0017]自動取樣，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)自動取樣、自動計算灰度平均值(灰度比對值)，而實時的當前灰度值與灰度平均值進行比較，輸出控制信號，機器人在循跡前進時，依靠控制信號自動進行換向，實現(xiàn)全自動控制，并且由于自動計算灰度平均值，t匕以往人工目測調(diào)整灰度對比值更加精確，使得機器人能夠更精確地循跡前進。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述機器人上僅設(shè)置一個灰度探測傳感器，所述步驟(6 )中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，間隔一段時間后，步驟(6)再次輸出另一個相反方向的方向控制信號給機器人，步驟(7)中，機器人再次換向前進。當換向前進時，采用躲離的方式前進，并設(shè)定了躲離的時間，在躲離一段時間后，再次換向以逼近方式前進，使得機器人能夠較精確地循跡前進。
[0019]上述間隔一段時間，時間的長短根據(jù)實際情況而定，在較粗較長的線跡上，一般設(shè)置為0.5-2秒；在較細的線跡上，2-5毫秒。
[0020]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述機器人的左側(cè)和右側(cè)均設(shè)置有灰度探測傳感器，所述步驟(5)中，先采用其中一個灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度；所述步驟(6)中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，所述步驟(8)之前切換另一灰度探測進行探測。采用交叉探測的方式來探測前進方向上的灰度，而在換向控制上也采用交叉的方式，因此，機器人在前進時體現(xiàn)為沿線跡交叉前進，線跡處于機器人前進線路上的中間位置，這種控制方式使得機器人更精確地循跡前進。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
通過取樣觸發(fā)模塊發(fā)出取樣信號，使灰度探測模塊自動取樣，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)自動取樣、自動計算灰度平均值(灰度比對值)，而實時的當前灰度值與灰度平均值進行比較，輸出控制信號，機器人在循跡前進時，依靠控制信號自動進行換向，實現(xiàn)全自動控制，并且由于自動計算灰度平均值，比以往人工目測調(diào)整灰度對比值更加精確，使得機器人能夠更精確地循跡前進，而且只要通過取樣觸發(fā)模塊(一般包括觸發(fā)開關(guān))進行觸發(fā)取樣即可，調(diào)節(jié)相當簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施方式的方框原理圖；
圖2是取樣觸發(fā)模塊的電路原理圖；
圖3是灰度探測模塊的電路原理圖；
圖4是取樣狀態(tài)指示模塊的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的優(yōu)選實施方式做進一步的說明。
[0024]如圖1所示，這種自動計算灰度平均值的灰度傳感器，包括灰度探測模塊1、取樣觸發(fā)模塊2、濾波器3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器4、計算比較模塊5和輸出接口 6 ;取樣觸發(fā)模塊2的輸出端與灰度探測模塊I的控制端電連接；灰度探測模塊I的輸出端通過濾波器3與模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的輸入端電連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換模器4的輸出端與計算比較模塊5的輸入端電連接；計算比較模塊5的輸出端與輸出接口 6電連接。
[0025]如圖1所示，計算比較模塊5包括儲存器501、平均值計算模塊502和比較器503 ；儲存器501、比較器503的一個輸入端與數(shù)模轉(zhuǎn)換器4的輸出端電連接，比較器503的另一個輸入端與儲存器501電連接，平均值計算模塊502與儲存器501電連接；比較器503的輸出端與輸出接口 6電連接。比較器503 —般采用一個減法器503。
[0026]平均值計算模塊502包括加法器5021和乘法器5022。加法器5021的兩個輸入端與儲存器501電連接，加法器5021的輸出端與乘法器5022的輸入端電連接，乘法器5022的輸出端與儲存器501電連接。
[0027]如圖2所示，取樣觸發(fā)模塊2包括電位上拉電阻201、防抖電容202、觸發(fā)開關(guān)203和第一限流電阻204 ;觸發(fā)開關(guān)203與防抖電容202并聯(lián)連接；電位上拉電阻201的一端、第一限流電阻204的一端均與防抖電容202的同一端連接。
[0028]灰度探測模塊I包括發(fā)光支路101和取樣支路102 ;發(fā)光支路101包括串聯(lián)連接的發(fā)光二極管1011和第二限流電阻1012 ;取樣支路102包括串聯(lián)連接的光敏電阻1021和第三限流電阻1022 ;光敏電阻1021與第三限流電阻1022之間的引出線1023為灰度探測模塊I的輸出端。
[0029]這種自動計算灰度平均值的灰度傳感器還包括取樣狀態(tài)指示模塊7，取樣狀態(tài)指示模塊7包括取樣指示支路701和當前指示支路702 ;取樣支路701包括串聯(lián)連接的取樣指示燈7011和第四限流電阻7012 ;當前指示支路702包括串聯(lián)連接的當前指示燈7021和第五限流7022電阻；取樣指示支路701的一端與取樣觸發(fā)模塊2的輸出端電連接；當前指示支路702的一端與灰度探測模塊I的輸出端電連接。
[0030]取樣觸發(fā)模塊2發(fā)出取樣信號給灰度探測模塊1，灰度探測模塊I在接收到來自取樣觸發(fā)模塊2的取樣信號的情況下，探測被測對象(前進方向上線跡或其他部分)的灰度，產(chǎn)生取樣灰度模擬信號；在其他情況下，灰度探測傳感器I探測被測對象(前進方向上線跡或其他部分)的灰度，產(chǎn)生當前灰度模擬信號。
[0031]模數(shù)轉(zhuǎn)換器4將來自灰度探測模塊的取樣灰度模擬信號和前灰度模擬信號分別轉(zhuǎn)換為取樣灰度值和當前灰度值。
[0032]計算比較模塊5接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的取樣灰度值和當前灰度值，計算比較模塊計算兩次取樣灰度值的平均值，并儲存為灰度平均值，當前灰度值與灰度平均值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出一個控制信號給輸出接口 6。
[0033]儲存器501接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器4的取樣灰度值并進行儲存；平均值計算模塊502從儲存器501讀取兩個取樣灰度值并計算兩個取樣灰度值的平均值，并返回給儲存器501儲存為灰度平均值；比較器503 (減法器503)接收來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器4的當前灰度值和讀取儲存器501的灰度平均值，將當前灰度值與灰度平均值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號給輸出接口 6。
[0034]這種自動計算灰度平均值的灰度傳感器，通過取樣觸發(fā)模塊2發(fā)出取樣信號，使灰度探測模塊I自動取樣，并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實現(xiàn)自動取樣、自動計算灰度平均值(灰度比對值)，而實時的當前灰度值與灰度平均值進行比較，輸出控制信號，機器人在循跡前進時，依靠控制信號自動進行換向，實現(xiàn)全自動控制，并且由于自動計算灰度平均值，比以往人工目測調(diào)整灰度對比值更加精確，使得機器人能夠更精確地循跡前進，而且只要通過取樣觸發(fā)模塊(一般包括觸發(fā)開關(guān))進行觸發(fā)取樣即可，調(diào)節(jié)相當簡單。
[0035]在其他實施方式中，上述濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、儲存器、平均值計算模塊和比較器集成為一個集成芯片。
[0036]一種基于灰度傳感器的循跡控制方法，包括如下步驟:
(1)將機器人放置在線跡上，機器人上設(shè)置有至少一個灰度探測模塊；
(2)通過機器人上的灰度探測模塊，對線跡和線跡之外部分分別進行取樣，產(chǎn)生兩個取樣灰度模擬量；
(3)兩個取樣灰度模擬量進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為兩個取樣灰度值；
(4)計算兩個取樣灰度值的平均值，標記為取樣灰度平均值；
(5)通過機器人上的灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度，產(chǎn)生一個實時灰度模擬量，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將實時灰度模擬量轉(zhuǎn)換為實時灰度值；
(6)將實時灰度值與取樣灰度平均值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出方向控制信號給機器人；
(7 )機器人根據(jù)方向控制信號的指示，調(diào)整前進方向，沿線跡前進；
(8)回到步驟(5)。
[0037]在一種具體方案中，機器人上僅設(shè)置一個灰度探測傳感器，所述步驟(6)中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，間隔I秒后，步驟(6)再次輸出另一個相反方向的方向控制信號給機器人，步驟(7)中，機器人再次換向前進。當換向前進時，采用躲離的方式前進，并設(shè)定了躲離的時間，在躲離一段時間后，再次換向以逼近方式前進，使得機器人能夠較精確地循跡前進。
[0038]在另一種具體方案中，機器人的左側(cè)和右側(cè)均設(shè)置有灰度探測傳感器，所述步驟
(5)中，先采用其中一個灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度；所述步驟(6)中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，所述步驟(8)之前切換另一灰度探測進行探測。采用交叉探測的方式來探測前進方向上的灰度，而在換向控制上也采用交叉的方式，因此，機器人在前進時體現(xiàn)為沿線跡交叉前進，線跡處于機器人前進線路上的中間位置，這種控制方式使得機器人更精確地循跡前進。
[0039]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其各部分名稱等可以不同，凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種灰度傳感器，包括灰度探測模塊，其特征是:還包括取樣觸發(fā)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、計算比較模塊和輸出接口 ；取樣觸發(fā)模塊的輸出端與灰度探測模塊的控制端電連接；灰度探測模塊的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端電連接；模數(shù)轉(zhuǎn)換模器的輸出端與計算比較模塊的輸入端電連接；計算比較模塊的輸出端與輸出接口電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的灰度傳感器，其特征是:還包括濾波器，濾波器電連接在所述灰度探測模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的灰度傳感器，其特征是:所述計算比較模塊包括儲存器、平均值計算模塊和比較器；儲存器、比較器的一個輸入端與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接，比較器的另一個輸入端與儲存器電連接，平均值計算模塊與儲存器電連接；比較器的輸出端與所述輸出接口電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的灰度傳感器，其特征是:所述平均值計算模塊包括加法器和乘法器。
5.如權(quán)利要求1或2所述的灰度傳感器，其特征是:所述取樣觸發(fā)模塊包括電位上拉電阻、防抖電容、觸發(fā)開關(guān)和第一限流電阻；觸發(fā)開關(guān)與防抖電容并聯(lián)連接；電位上拉電阻的一端、第一限流電阻的一端均與防抖電容的同一端連接。
6.如權(quán)利要求1或2所述的灰度傳感器，其特征是:所述灰度探測模塊包括發(fā)光支路和取樣支路；發(fā)光支路包括串聯(lián)連接的發(fā)光二極管和第二限流電阻；取樣支路包括串聯(lián)連接的光敏電阻和第三限流電阻；光敏電阻與第三限流電阻之間的引出線為灰度探測模塊的輸出端。
7.如權(quán)利要求1或2所述的灰度傳感器，其特征是:還包括取樣狀態(tài)指示模塊，取樣狀態(tài)指示模塊包括取樣指示支路和當前指示支路；取樣支路包括串聯(lián)連接的取樣指示燈和第四限流電阻；當前指示支路包括串聯(lián)連接的當前指示燈和第五限流電阻；取樣指示支路的一端與所述取樣觸發(fā)模塊的輸出端電連接；當前指示支路的一端與所述灰度探測模塊的輸出端電連接。
8.一種基于灰度傳感器的循跡控制方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將機器人放置在線跡上，機器人上設(shè)置有至少一個灰度探測模塊； (2)通過機器人上的灰度探測模塊，對線跡和線跡之外部分分別進行取樣，產(chǎn)生兩個取樣灰度模擬量； (3)兩個取樣灰度模擬量進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為兩個取樣灰度值； (4)計算兩個取樣灰度值的平均值，標記為取樣灰度平均值； (5)通過機器人上的灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度，產(chǎn)生一個實時灰度模擬量，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將實時灰度模擬量轉(zhuǎn)換為實時灰度值； (6)將實時灰度值與取樣灰度平均值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出方向控制信號給機器人； (7 )機器人根據(jù) 方向控制信號的指示，調(diào)整前進方向，沿線跡前進； (8)回到步驟(5)。
9.如權(quán)利要求8所述的基于灰度傳感器的循跡控制方法，其特征是:所述機器人上僅設(shè)置一個灰度探測傳感器，所述步驟(6)中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，間隔一段時間后，步驟(6)再次輸出另一個相反方向的方向控制信號給機器人，步驟(7)中，機器人再次換向前進。
10.如權(quán)利要求8所述的基于灰度傳感器的循跡控制方法，其特征是:所述機器人的左側(cè)和右側(cè)均設(shè)置有灰度探測傳感器，所述步驟(5)中，先采用其中一個灰度探測模塊實時探測前進方向上的灰度；所述步驟(6)中，如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相同，則所述步驟(7)中機器人沿原來方向前進；如果當前的比較結(jié)果與上一次的比較結(jié)果相反，則輸出一個相反方向的方向控制信號給機器人，所述步驟(7)中，機器人換向前進，所述步驟(8)之前切換另一灰 度探測進行探測。
【文檔編號】G05D1/02GK103970136SQ201410164980
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】楊小莉, 謝欽福 申請人:汕頭市快暢計算機有限公司