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《基于集成光電探測器的仿生偏振光導(dǎo)航傳感器.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
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(大連理工大學精密與特種加工教育部重點實驗室，遼寧大連116024)摘要：根據(jù)沙漠螞蟻(Cataglyphis)導(dǎo)航機制設(shè)計了一個體積小、集成度高的偏振光導(dǎo)航傳感器。傳感器采用一個具有多方向偏振檢測功能的集成光電探測器采集光信號，減小分立元件帶來的安裝誤差。設(shè)計了以MSP430為核心的硬件電路來對電信號進行控制處理，采用分段導(dǎo)航
2、算法計算導(dǎo)航角，提高傳感器分辨率；設(shè)計了實時信息顯示界面，便于實時對傳感器進行監(jiān)測。在室內(nèi)對傳感器進行了性能測試，對實驗數(shù)據(jù)進行處理后得到的導(dǎo)航精度在±0．1。以內(nèi)。實驗證明：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：光電探測器；導(dǎo)航；傳感器；仿生；偏振光中圖分類號：TP212文獻標識碼：A文章編號：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引言實驗裝置，并通過大量的實驗測量得到-人宅偏振光基本大自然中的每種生物都有獨特的生存本領(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(以下簡稱沙蟻)就因其驚人并設(shè)計了傳感器樣機。之后多次改進了他感器的設(shè)計，逐的導(dǎo)航本領(lǐng)引起了科學工作者們的興趣。生物學家們觀察步提高傳感器性能』，還搭建了測試傳感器性能的實驗發(fā)現(xiàn)該種沙蟻到遠離其巢穴200m的地方覓食后能夠準確平臺，對傳感器進行了室內(nèi)室外測試“】，并且進行了機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)航實驗。身身體長度的數(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)眼具有對天空中偏振光敏感的獨特結(jié)構(gòu)，能測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)計了應(yīng)用在上位機上的實時導(dǎo)大連理工大學實驗組是國內(nèi)最早研究偏振光導(dǎo)航的單航信息顯示界面，方便實時檢測傳感器。在室內(nèi)均勻光場位之一，其對天空偏振光導(dǎo)航做了大量的研究工作，研究了環(huán)
