文档介绍：99 www .ee p w . c o m . c n 2008 .12 栏目编辑李健高校园地飞思卡尔智能车专栏引言飞思卡尔智能车比赛的赛道, 由白色泡沫材料及其中心的黑色引导线组成, 对赛道信息捕获的效果好坏, 直接决定着智能车的速度及控制性能。通常采用的路径检测方式, D 与光电两种。 CCD 方案具有先天的优势, 不仅能得到赛道的丰富信息, 而且可实现远距离的前瞻, 对车模重量及稳定性的影响也很小; 而光电方案受传感器数量、车模重量及稳定性所限, 获得的赛道信息十分有限, 前瞻距离也不足, 使得使用光电管方案的 D 方案的队伍。是否光电方案就真的不可能得到连续的、前瞻性好的信息呢?设想如果只用一对光电发射/ 接收传感器, 利用光学装置让发射光线形成一条高速扫描线, 就可以得到一行完整的赛道信息, 如果有 3 个这样的装置, 即可获得赛道曲率和角度。另外, 如果使用能量高度集中的激光作为光源, 则检测距离可大大增加。正是基于这种想法,我们想到了利用条码扫描仪中的激光扫描器。激光扫描器正是利用快速摆动( 或旋转) 的镜面, 反射能量高度集中的激光束, 使激光束的出射角度随着反射镜的运动产生连续的变化, 从而投射出一条扫描线。虽然只有一个光电检测器和一个光源, 但由于反射镜的高扫描频率, 使得扫描器几乎可以同时得到一行的图像信息。当然, 我们还需要做许多额外工作, 才能将条码扫描器应用于路径检测。激光扫描器检测基本原理激光扫描器的基本原理与基于红外路径探测的原理类似,但存在如下不同点: · 激光扫描器通常使用波长为 650n m 的激光管作为光源, 能量高度集中, 远距离时光束发散角仍然很小, 检测距离远且分辨率高, 而红外光电检测方案, 其光源发射角大, 检测距离有限且分辨率低。· 激光扫描器增加一个可控的振镜或旋转棱镜,实现动态扫描检测, 可以获得一维图像信息, 利用多个( 通常 3 个就足够了) 一维激光扫描器,D 方案近似的图像信息, 而一对红外光电传感器仅能获得一个“像素”信息, 要想获得足够的赛道信息, 必需足够多的光电传感器, 受规则所限的同时还要考虑到车模重量及稳定性, D 方案, 光电方案获得的信息十分有限。我队所使用激光扫描器原理如下。光学部分如图 1 所示, 激光扫描器光学部分包含如基于激光扫描原理的路径检测方案* A Scheme of Route Detection Based on Laser Scan Concept ■陈妮亚林位腾北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院(100191) 摘要: 本文针对智能车的路径检测, 提出了一种全新的、基于激光扫描原理的实现方案。在介绍激光扫描器工作原理的基础上, 结合智能车路径检测的具体要求和特点, 给出了硬件电路解决方案以及软件算法设计, 实现了大前瞻、高精度的路径检测效果。关键词:智能车;路径检测;激光扫描;飞思卡尔图 1 激光扫描器光路原理图* 本文竞赛队获第三届飞思卡尔智能车大赛光电组一等奖,也是此届竞赛中唯一使用激光扫描的队。 100 www .ee p w . c o m . c n 2008 .12 栏目编辑李健高校园地飞思卡尔智能车专栏下装置: 激光二极管、准直透镜、平面镜、凹面镜、滤光片、光敏二极管、振镜。振镜由三部分组成:反射镜、固定于反射镜背面的永磁铁和用