CN105717950A - 一种光源跟踪系统 - Google Patents

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CN105717950A
CN105717950A CN201610209910.XA CN201610209910A CN105717950A CN 105717950 A CN105717950 A CN 105717950A CN 201610209910 A CN201610209910 A CN 201610209910A CN 105717950 A CN105717950 A CN 105717950A
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朱浩亮
黄玉
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • G05D3/20—Control of position or direction using feedback using a digital comparing device
    • G05D3/203—Control of position or direction using feedback using a digital comparing device using fine or coarse devices

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Abstract

本发明提供了一种光源跟踪系统，所述光照探测模块通过AD转换模块与中央处理模块的信号输入端连接，所述按键输入模块和时钟模块的信号输出端分别与中央处理模块的信号输入端连接，所述中央处理模块的信号输出端与电机驱动模块的信号输入端连接。本发明系统中的AD转换模块将4个光线传感器输出的模拟电压信号转换为4组数字信号传输给中央处理模块，中央处理模块计算并转换为相应的光照强度，然后中央处理模块确定光源方位，最后中央处理模块控制电机驱动模块实现光线探测模块前后左右转动，使光线探测模块的底板与光线垂直，从而实现光源跟踪；本发明硬件结构简单、性能可靠、对光线角度的响应速度快。

Description

一种光源跟踪系统
技术领域
本发明涉及光线追踪技术领域，具体涉及一种光源跟踪系统。
背景技术
光的测量及跟踪在新型的能源领域和图像领域有着很强的现实意义，基于光测量的光定位技术在各领域尤其是自动化领域有着重要应用。目前高精度的光源跟踪主要采用图像识别技术，但是由于图像识别技术的特点，实现高精度的光定位其硬件电路与软件开发过程都相对复杂，并且系统运行速度慢、维护成本也比较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光源跟踪系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种光源跟踪系统，包括光照探测模块、AD转换模块、中央处理模块、按键输入模块、电机驱动模块和时钟模块；所述光照探测模块通过AD转换模块与中央处理模块的信号输入端连接，所述按键输入模块和时钟模块的信号输出端分别与中央处理模块的信号输入端连接，所述中央处理模块的信号输出端与电机驱动模块的信号输入端连接。
所述中央处理模块的信号输出端还与液晶显示模块的信号输入端连接。
所述光照探测模块包括底板、挡板A、挡板B和光线传感器，所述挡板A和挡板B相交并垂直固定于底板上，且将底板分成四等份，每部分上分别设有光线传感器。
所述光线传感器由一只光敏电阻与一只普通电阻串联构成。
所述AD转换模块采用12位串行AD转换芯片TLC2543。
所述按键输入模块设置系统定时开关、调节系统时间、切换液晶显示、手动调节光照探测头。
所述时钟模块采用DS1302数字时钟芯片。
所述电机驱动模块分别驱动前后角度调整舵机和左右角度调整舵机。
所述中央处理模块采用STC89C52单片机。
本发明的有益效果在于：系统中的AD转换模块将4个光线传感器输出的模拟电压信号转换为4组数字信号传输给中央处理模块，中央处理模块计算并转换为相应的光照强度，然后中央处理模块确定光源方位，最后中央处理模块控制电机驱动模块实现光线探测模块前后左右转动，使光线探测模块的底板与光线垂直，从而实现光源跟踪；本发明硬件结构简单、性能可靠、对光线角度的响应速度快，测量效果好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中光照探测模块的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图中：1-底板，2-挡板A，3-挡板B，4-光线传感器，5-光线。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种光源跟踪系统，包括光照探测模块、AD转换模块、中央处理模块、按键输入模块、电机驱动模块和时钟模块；所述光照探测模块通过AD转换模块与中央处理模块的信号输入端连接，所述按键输入模块和时钟模块的信号输出端分别与中央处理模块的信号输入端连接，所述中央处理模块的信号输出端与电机驱动模块的信号输入端连接。
所述中央处理模块的信号输出端还与液晶显示模块的信号输入端连接，液晶显示器为LCD1602液晶显示器。
光照探测模块如图所示2和图3所示，光照探测模块包括底板1、挡板A2、挡板B3和光线传感器4，所述挡板A2和挡板B3相交并垂直固定于底板1上，且将底板1分成四等份，每部分上分别设有光线传感器4；所述光线传感器4由一只光敏电阻与一只普通电阻串联构成。工作时只有当光线5垂直于底板1照射时，四个光线传感器才能全部接收到光照，若光线5如图2所示，从左前方斜射到底板1上，则光线传感器4相应角度上的接收到光照，而其余的三个光线传感器4由于挡板A2和挡板B3挡住了光线所以接收不到光照。
所述AD转换模块采用12位串行AD转换芯片TLC2543。所述时钟模块采用DS1302数字时钟芯片，所述中央处理模块采用STC89C52单片机。
所述按键输入模块设置系统定时开关、调节系统时间、切换液晶显示、手动调节光照探测头。按键输入模块由4颗独立按键构成，通过按键可以设置系统定时开关、调节系统时间、切换液晶显示、手动调节光照探测头等功能。
所述电机驱动模块分别驱动前后角度调整舵机和左右角度调整舵机。光线探测模块由两个舵机驱动，一个舵机负责光线探测模块的前后转动，另外一个舵机负责光线探测模块的左右转动，从而实现探测头的全方位的机械动作。
本发明在检测光源时，只有光线垂直照射于光线探测模块的底板1时，四个光线传感器4才能够同时接收到光照，若光线不是垂直照射则将会有两个或者三个光线传感器4由于垂直挡板A2和挡板B3的遮挡而接收不到光照；若光线从图2中的左前方斜射，那么除了左上角的管线传感器4，其余的光线传感器都会被挡板遮住而接收不到光照。
本发明在检测光源方位时判断的过程分前后方位判断、左右方位判断，定义a、b、c、d四个光线传感器接收到的光照强度分别为Lxa、Lxb、Lxc、Lxd，那么当Lxa+Lxb＞Lxc+Lxd时(即a、b两个光线传感器的光照强度相加大于c、d两个光线传感器的光照强度相加)光源位于前方，反之光源位于后方；同理判断光源左右方位。
光线探测模块由两个舵机驱动，其中一个舵机控制光线探测模块前后转动，另外一个舵机控制光线探测模块左右转动。
本发明的工作时候可以通过按键输入模块实现自动光源跟踪、系统定时开关、液晶显示切换等功能。当系统工作在光源自动跟踪模式并且运行时，AD转换模块将4个光线传感器4输出的模拟电压信号转换为4组数字信号传输给中央处理模块，中央处理模块计算并转换为相应的光照强度，然后中央处理模块确定光源方位，最后中央处理模块控制电机驱动模块实现光线探测模块前后左右转动，使光线探测模块的底板1与光线垂直，从而实现光源跟踪。

Claims (9)

1.一种光源跟踪系统，包括光照探测模块、AD转换模块、中央处理模块、按键输入模块、电机驱动模块和时钟模块，其特征在于：所述光照探测模块通过AD转换模块与中央处理模块的信号输入端连接，所述按键输入模块和时钟模块的信号输出端分别与中央处理模块的信号输入端连接，所述中央处理模块的信号输出端与电机驱动模块的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述中央处理模块的信号输出端还与液晶显示模块的信号输入端连接。
3.如权利要求1或2所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述光照探测模块包括底板(1)、挡板A(2)、挡板B(3)和光线传感器(4)，所述挡板A(2)和挡板B(3)相交并垂直固定于底板(1)上，且将底板(1)分成四等份，每部分上分别设有光线传感器(4)。
4.如权利要求3所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述光线传感器(4)由一只光敏电阻与一只普通电阻串联构成。
5.如权利要求1、2或4所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述AD转换模块采用12位串行AD转换芯片TLC2543。
6.如权利要求1、2或4所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述按键输入模块设置系统定时开关、调节系统时间、切换液晶显示、手动调节光照探测头。
7.如权利要求1、2或4所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述时钟模块采用DS1302数字时钟芯片。
8.如权利要求1、2或4所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述电机驱动模块分别驱动前后角度调整舵机和左右角度调整舵机。
9.如权利要求1、2或4所述的光源跟踪系统，其特征在于：所述中央处理模块采用STC89C52单片机。
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