灰度传感器

原理和功能：灰度传感器是模拟传感器，灰度传感器利用光敏电阻对不同颜色的检测面对光的反射程序不同，其阻值变化在的原理进行颜色深浅检测。灰度传感器有一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为机器人可以识别的信号。技术指标：返回值：0~255，检测颜色越浅，返回值越小连接方式：1条3芯排线和1条4芯排线，2510型3脚插头灰度传感器上无信号指示灯，但是配有检测颜色返回模拟量大小调节器。欲使检测给定的颜色时，可以将发射/接收头置于给定颜色处，配合调节器即可调出合适的返回模拟量。方法如下：将调节器逆时针方向旋转，返回模拟量变大；将调节器顺时针方向旋转，返回模拟量变小；假设在模拟3口（A3）接上一个灰度传感器来说明它的使用。将灰度传感器的单向插座插在模拟3口（A3）上，并用螺丝钉将灰度传感器固定在机器人上，用螺丝钉将发射/接收头固定在机器人前下方。本例功能：检测正前方有无白色（或浅色）。遇到白色，就停止前进；如没有，就一直前进。程序及流程图如下所示：voidmain(){while(1){motor(0,40);//无白色就一直前进motor(1,40);while(analog(3)127)//有白色就停止{stop();}}}运行程序,观察机器人行走可知：无白色时，一直前进；有白色时，即停止前进。注意事项：1、根据它的工作原理，是光敏探头根据检测面反射回来的光线强度，来确定其检测面的颜色深浅，因此测量的准确性和传感器到检测面的距离是有直接关系的。在机器人运动时机体的震荡同样会影响其测量精度。2、外界光线的强弱对其影响非常大，会直接影响到检测效果，在对具体项目检测时注意包装传感器，避免外界光的干扰。3、检测面的材质不同也会引起其返回值的差异。参考数据:将灰度传感器固定在机器人上，调节传感器与地面高度，并改变地面颜色，记录传感器返回值（测试程序即上文中的参考程序）数据如下：高度障碍颜色4mm6mm白色815红色94162蓝色132186黑色172207由此测试可得出以下结论：在底部灰度传感器距离地面2mm－4cm时，改变地面的颜色（不同深浅），我们能看到读数的变化，可发现地面颜色越白，数值越小，地面颜色越黑，数字值越大。灰度测量模块产品编号：JMP-BE-1113产品价格：60元模块概述灰度测量模块是一个能够实现黑色检测的电子部件。在环境光干扰不是很严重的情况下，用于区别黑色与其它颜色。它还有比较宽的工作电压范围，在电源电压波动比较大的情况下仍能正常工作。它输出的是连续的模拟信号，因而能很容易地通过A/D转换器或简单的比较器实现对物体反射率的判断，是一种实用的机器人巡线传感器。模块特点1、减少日光、灯光等环境光的影响2、宽工作电压范围4.5V–5V3、连续模拟信号输出A发射管(BE-1112发白光，BE-1113发蓝光)引脚号颜色功能B接收管X黄信号线(输出0～5V)C产品标签V红正电源(输入4.5～5V)D标准接线端口G黑地线?(0V)使用实例应用中，灰度测量模块和其他测量模块一样，是先接插硬件，然后定义硬件类型，最后使用对应的模块图标进行控制，读取测量值。由于灰度测量模块返回的是模拟电平，所以在使用的时候，它只能接插在A1～A4的8个接口中。安装时应将模块正对被测物体且与被测量面距离小于1厘米，以取得最佳测量效果。安装好模块，在RoboEXP机器人快车软件的“硬件信息”里面，选择“_GrayADTest_”“灰度测量模块”类型，添加一个硬件实例。设置好硬件实例名称，就可以使用模块图标对灰度测量模块进行编程、读取、控制。灰度测量模块只需要使用一个“unsignedchar”类型保存模块的返回值，然后再根据变量里面的返回值进行运算、判断等等操作就可以了。例子程序是通过向被测物体发射光波，把当时的反射值显示在液晶屏幕上。程序位于机器人快车软件安装目录下的Examples\PhotoElectricity\GrayADTest\GrayADTest.rcu。灰度测量模块的发光二极管发出一束白色(或蓝色)的光，照到不同颜色的物体上，由于不同颜色对光线的吸收作用不一样（总的来说，颜色越深，吸收越多，颜色越浅，吸收越少），导致反射光线的强弱不同。灰度测量模块的发射管与接收管之间有一定角度，并且光波信号随着距离的增大强度会减少，因此即使是对着同一的反射物，当灰度测量模块与反射物的距离变化时，输出电平也会变化，在使用时要特别注意这一点。通常灰度测量模块距反射物0.5–1cm时，使用效果较好。在实际使用前，可以先取若干颜色深浅不同的物体，用灰度测量模块在不同的颜色进行测试，记录测量数据，用作实际使用的参考。另外，该传感器不具备对颜色识别能力，不能作为颜色传感器。工作原理灰度测量模块通过向被测物体发射光波，然后测量反射信号强度的方法实现对物体反射率的测量的。对于黑色之类较颜色比较深的物体，反射信号比较弱，因而输出电平较低；对于白色之类颜色比较浅的物体，反射信号比较强，因而输出电平比较高。通过对输出电平的测量比较，机器人就能判别物体颜色的深浅。电路中包含了稳压等环节，因此工作的电源范围比较宽，并且能克服电源电压波动对电路的影响。工作参数参数名称符号测试条件最小值典型值最大值单位工作电压VSS4.559V工作电流ISSVss=5V6.0mA输出电压Vout03.3V有效距离D0.52.5cm附录：中鸣三种灰度传感器(BE-1111、BE-1112、BE-1113)测试比较底部灰度传感器日期:2009-8-511:11:29来源:点击:796添加到收藏夹错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。底部灰度传感器产品手册.PDF1.简介灰度传感器是模拟传感器。灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。灰度传感器有一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为机器人可以识别的信号。3.组成此传感器由以下部分组成。5.函数及程序示例6.安装图示7.注意事项1、根据它的工作原理，是光敏探头根据检测面反射回来的光线强度，来确定其检测面的颜色深浅，因此测量的准确性和传感器到检测面的距离是有直接关系的。在机器人运动时机体的震荡同样会影响其测量精度。2、外界光线的强弱对其影响非常大，会直接影响到检测效果，在对具体项目检测时注意包装传感器，避免外界光的干扰。3、检测面的材质不同也会引起其返回值的差异。使用灰度还可将彩色图稿转换为高质量黑白图稿。在这种情况下，AdobeIllustrator放弃原始图稿中的所有颜色信息；转换对象的灰色级别（阴影）表示原始对象的亮度。在物体的边缘呈现灰度的不连续性，图像分割就是基于这个原理注意这个百分比是以纯黑为基准的百分比。与RGB正好相反，百分比越高颜色越偏黑，百分比越低颜色越偏白。3.3寻线传感器的使用p3.3机器人在寻线时的传感器的显示当机器人沿着线走时（在图中自下向上行驶），处于不同情形时，传感器会有不同的显示。这里列出了5种常见情形：10000=机器人严重向右偏离赛道（在控制上我们就要让机器人在前进的同时向左做大幅度转动）01000=机器人轻微向右偏离赛道（在控制上我们就要让机器人在前进的同时向左做轻微转动）00100=机器人正处在赛道上（在控制上我们就要让机器人继续直线前进）00010=机器人轻微向左偏离赛道（在控制上我们就要让机器人在前进的同时向右做轻微转动）00001=机器人严重向左偏离赛道（在控制上我们就要让机器人在前进的同时向右做大幅度转动）通过传感器对不同情形的反馈，就可以确保机器人准确的沿着赛道前进。检测地面灰度并把黑色的预设值大于180，白色值为80左右，在程序设计时，取80-180的中间值130作为判断黑白色的条件，即灰度传感器测得的值小于130，则是白色；测得的值大于130，则为黑色。在机器人底部左侧安装一个地面灰度传感器并固定好且离地面5mm~10mm，左侧传感器接口接在模拟口4上。打开编程软件，拖拽“条件循环”到流程图区“主程序”下并设置为“永远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环体内。双击“条件判断”，设置增加条件模拟输入大于130。拖拽“移动”，放置在“条件判断”的“YES”分支下，设置向右转；拖拽“移动”到“条件判断”的“NO”分支下，并设置向左转。也就是把灰度传感器检测到白色向左转，当灰度没有检测到黑色时，机器人右转，这样机器人一直走蛇形路线。直到终点为止，如图7-3所示。双地面灰度骑线法在机器人底部左右两侧安装两个地面灰度传感器并固定好且离地面5mm~10mm，左、右两侧传感器接口分别是模拟口4、3。图7-3单灰度传感器寻迹流程图打开编程软件，拖拽“条件循环”到流程图区“主程序”下并设置为“永远循环”，拖拽“条件判断”到永远循环体内。双击“条件判断”，设置模拟输入口3变量大于130时（如单灰度传感器检测方法，取80和180的中间值130作为判断黑白色的条件），拖拽“移动”到“条件判断”的“YES”分支下，设置移动为“向右转”；当右侧地面灰度检测到黑线，机器人右转拖拽“条件判断”到第一个“条件判断”NO分支里，双击第二个“条件判断”，设置变量模拟输入口4的值大于130，拖拽“移动”模块到第二个“条件判断”YES分支里，并设置为向左转。拖拽“移动”模块到第二个“条件判断”到NO分支里，设置该“移动”模块左右电机值各为30。当机器人左侧检测到黑线机器人向右转，如果左、右两侧都没有检测到黑线，那么这时机器人正行驶在黑线的正上方，则直行，如图7-4所示。图7-4骑线法流程图图7-5压线法流程图三个地面灰度压线法在骑线法的基础上，在机器人的中部安装第三只地面灰度传感器，左、中、右三个地面灰度传感器分别连接主机模拟口5、4、3上并连接正确。在放置机器人的时候，把中间的灰度传感器压在黑线上，左右两侧的灰度传感器分别位于黑线两侧。打开机器人编程软件，拖拽“条件循环”到“主程序”里，并设置为“永远循环”。拖拽“条件判断”到“永远循环”内，双击“条件判断”并进行设置，增加条件模拟口4变量大于130，再选择增加条件模拟口3变量小于130，当单击增加条件时，弹出窗口“和”或“或者”，选择“和”，同样增加模拟口5变量小于130，选择“和”，拖拽“移动”到“条件判断”的“YES”分支下，并设置为“前进”，也就是当中间的灰度检测到黑线且同时满足左右两侧检测的是白色时直行。拖拽“条件判断”到第一个“条件判断”的“NO”分支下并设置，增加条件当模拟口5变量大于130，拖拽“移动”并设置为“向左转”。当左侧检测到黑线时，机器人向左转。拖拽“条件判断”到第二个“条件判断”的“NO”分支下并设置，增加条件当模拟口3变量大于130，拖拽“移动”并设置为“向右转”。当机器人检测到黑线时，机器人向右转。机器人安装第一步：按第3课将机器人安装好第二步：灰度传感器的安装图7-6注意：传感器半径调节为3.图7-7装上两个灰度传感器，左边端口为5，右边为4.场地编辑这个场地涉及到地面黑线纹理，我们现在widows自带的画图工具面要把场地的黑线先画好。1）点击图像—属性将宽度和高度都设置为300像素。图7-82）在画图区画好所需要的黑线，注意线条粗细选择第二种比较合理。图7-9画好后，图片另存为JPEG格式图7-103）将画好的图复制到仿真安装文件里面map文件夹里面线条粗细的选择，第二种，粗细为3像素图7-114）打开仿真，进入场地编辑，在场地上任意位置点击右键选择属性，在右边中间有个地面纹理选项，在下拉菜单里选择刚复制到map文件夹里面的图片。图7-12添加起始点地面纹理选择图7-135）程序设计图7-14左边传感器看到黑线，机器人左转，右边看到黑线机器人右转，否则往前走。6）进入仿真图7-15地面灰度值的说明：仿真里对灰度传感器值的测