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《基于集成光電探測(cè)器的仿生偏振光導(dǎo)航傳感器.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、2016年第35卷第1期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)91DOI：10．13873／J．1000--9787(2016)01-0091--04基于集成光電探測(cè)器的仿生偏振光導(dǎo)航傳感器王璐，王寅龍，王志文，褚金奎(大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧大連116024)摘要：根據(jù)沙漠螞蟻(Cataglyphis)導(dǎo)航機(jī)制設(shè)計(jì)了一個(gè)體積小、集成度高的偏振光導(dǎo)航傳感器。傳感器采用一個(gè)具有多方向偏振檢測(cè)功能的集成光電探測(cè)器采集光信號(hào)，減小分立元件帶來(lái)的安裝誤差。設(shè)計(jì)了以MSP430為核心的硬件電路來(lái)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行控制處理，采用分段導(dǎo)航
2、算法計(jì)算導(dǎo)航角，提高傳感器分辨率；設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)信息顯示界面，便于實(shí)時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在室內(nèi)對(duì)傳感器進(jìn)行了性能測(cè)試，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到的導(dǎo)航精度在±0．1。以?xún)?nèi)。實(shí)驗(yàn)證明：該傳感器精度較高且性能穩(wěn)定，有著良好的發(fā)展應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：光電探測(cè)器；導(dǎo)航；傳感器；仿生；偏振光中圖分類(lèi)號(hào)：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-9787(2016)01-0091-04BionicpolarizedlightnavigationsensorbasedonintegratedphotodetectorWANGLu，WANGYin—long，WANGZhi—wen，CHUJin—kui(Labora
3、toryofTechnologyPrecision&Non-traditionalMachining，MinistrYofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)．Abstract：ApolarizationnavigationsensorofsmallsizeandhighintegrationisdesignedaccordingtoDese~antsCataglyphisnavigationmechanism．Inordertodecreaseinstallationerrorcausedbydiscreteco
4、mponents，thissensorusesanintegratedphotodetectortocollectlightsigna1．HardwarecircuitofthissensorisdesignedbasedonMSP430microcontroller；inordertoimprovetheresolutionofthesensor，subsectionnavigationalgorithmisusedtocalculatenavigationangle；real—timeinformationdisplayinterfaceisdesignedforsensormonitor
5、ing。Performancetestsonthissensoriscarriedoutindoors．theresultsshowthenavigationprecisioniswithin±0．1。afterexperimentaldatasareprocessed．Theexperimentshowsthatthesensorhashighprecisionandstableproperty，andithaswidespreadapplicationprospectinthefuture．Keywords：photodetector；navigation；sensor；bionic；po
6、larizedlight0引言實(shí)驗(yàn)裝置，并通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到-人宅偏振光基本大自然中的每種生物都有獨(dú)特的生存本領(lǐng)，其中，一種的分布模式，提出了一種仿沙蟻偏振光導(dǎo)航傳感器模型叫做Cataglyphis的沙漠螞蟻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)沙蟻)就因其驚人并設(shè)計(jì)了傳感器樣機(jī)。之后多次改進(jìn)了他感器的設(shè)計(jì)，逐的導(dǎo)航本領(lǐng)引起了科學(xué)工作者們的興趣。生物學(xué)家們觀察步提高傳感器性能』，還搭建了測(cè)試傳感器性能的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該種沙蟻到遠(yuǎn)離其巢穴200m的地方覓食后能夠準(zhǔn)確平臺(tái)，對(duì)傳感器進(jìn)行了室內(nèi)室外測(cè)試“】，并且進(jìn)行了機(jī)地以一條近乎直線路徑返回巢穴，而這其中的路程是它自器人導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)。身身體長(zhǎng)度的數(shù)千倍。研究表明，沙蟻能夠?qū)Ш蕉ㄎ坏?/p>
7、本文設(shè)計(jì)了以MSP430為控制核心，基于集成光電探原因在于其復(fù)眼具有對(duì)天空中偏振光敏感的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，能測(cè)器的仿生偏振光傳感器，有效地縮減了傳感器的體積，利夠感知偏振光在天空中的偏振度和方向的分布模式]。于傳感器的集成化發(fā)展；設(shè)計(jì)了應(yīng)用在上位機(jī)上的實(shí)時(shí)導(dǎo)大連理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)組是國(guó)內(nèi)最早研究偏振光導(dǎo)航的單航信息顯示界面，方便實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器。在室內(nèi)均勻光場(chǎng)位之一，其對(duì)天空偏振光導(dǎo)航做了大量的研究工作，研究了環(huán)
