CN107479579A - 一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，包括：多个接近传感器，用于检测所述两轴四框架光电稳定平台四个框架的限位，所述限位包括内方位框架左限位、内方位框架右限位、内俯仰框架上限位、内俯仰框架下限位、外俯仰框架上限位、外俯仰框架下限位、外方位框架零位；信号采集模块，用于采集所述接近传感器的信号，并转换为数字信号发送给所述信号处理模块；信号处理模块，用于接收所述信号采集模块的信号，并对所述信号进行处理，并判断每个接近传感器是否到达限位值。本发明通过设置多个接近传感器，大幅减少了限位检测电路的布线工作量，简化了布线工艺，提高了系统的可靠性。

Description

一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测方法及系统

技术领域

本发明涉及光电稳定平台领域，特别涉及一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统及方法。

背景技术

高精度的两轴光电稳定平台一般采用两轴四框架的结构形式，由于框架角度范围受限，需要采用限位检测装置对限位位置进行检测。

目前，传统的限位检测装置主要采用基于霍尔效应的霍尔传感器或者光电接近开关。采用上述两种限位检测方法主要存在三个问题：其一，信号输出电压与接收处理芯片之间不匹配，需要增加电压转换芯片，增加了电路的复杂性；其二，当限位信号较多时，增加了布线的难度，降低系统的可靠性；其三，在某些空间受限的场合上述两种限位开关难以应用。

发明内容

本发明旨在解决现有限位检测方法中存在的技术缺陷。为此，本发明提出一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，包括：

多个接近传感器，用于检测所述两轴四框架光电稳定平台四个框架的限位，所述限位包括内方位框架左限位、内方位框架右限位、内俯仰框架上限位、内俯仰框架下限位、外俯仰框架上限位、外俯仰框架下限位、外方位框架零位；

信号采集模块，用于配置所述接近传感器地址，以及采集所述接近传感器的信号，并转换为数字信号发送给所述信号处理模块；

信号处理模块，用于接收所述信号采集模块的信号，并对信号进行处理，判断每个接近传感器是否到达限位值。

一些实施例中，所述信号采集模块及所述信号处理模块为TMS320F28335芯片；所述TMS320F28335芯片接收和处理各个框架的限位状态。

一些实施例中，所述接近传感器数量为7个，分别用于检测光电稳定平台内方位框架的左限位、右限位，内俯仰框架的上限位、下限位，外俯仰框架的上限位、下限位以及外方位框架的零位。

一些实施例中，所述多个接近传感器与所述数据采集模块通过数据总线进行通信，所述多个接近传感器输出的信号为串行数据。

一些实施例中，所述多个接近传感器的地址可由用户进行任意配置，因此所述每个接近传感器均有唯一的地址，作为从节点挂载于I²C总线上，TMS320F28335作为主节点，可以很方便地读取I²C总线上七个从节点的限位状态。

一些实施例中，可以通过信号处理模块对每个限位的接近传感器的接近距离的门限值进行设置，从而调整限位范围。

一些实施例中，所述接近传感器为红外接近传感器。

一些实施例中，所述两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统还包括：供电模块，用于给所述接近传感器、所述信号采集模块及所述信号处理模块进行供电。

此外，本发明还提供一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测方法，采用上述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统进行限位检测，包括以下步骤：

所述多个接近传感器进行内方位左限位、内方位右限位、内俯仰上限位、内俯仰下限位、外俯仰上限位、外俯仰下限位、外方位零位；

所述多个接近传感器进行内方位左限位检测、内方位右限位检测、内俯仰上限位检测、内俯仰下限位检测、外俯仰上限位检测、外俯仰下限位检测、外方位零位检测；

所述信号采集模块采集所述多个接近传感器的信号，并转换成数字信号，发送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块对所接收到的数字信号进行处理，并判断每个接近传感器是否达到限位值。

本发明具有以下的有益效果：本发明通过设置多个接近传感器，大幅减少了限位检测电路的布线工作量，由原来的十多根线减少为四根线，极大地简化了布线工艺，提高了系统的可靠性。接近传感器体积小，外围电路简单，不需要磁铁等霍尔传感器相配合的部件，可适用于多种对空间有限制要求的场合。

此外，输出信号为串行数据而非电压信号，可以有效防止限位信号在传输过程中由于干扰而导致的错误限位信息。

附图说明

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明两轴四框架光电稳定平台限位检测系统的一个示意图；

图2为本发明两轴四框架光电稳定平台限位检测系统某一单独限位检测电路板的原理图；

图3为本发明两轴四框架光电稳定平台限位检测系统某一单独限位检测的程序流程图；

图4为本发明两轴四框架光电稳定平台一个实施例的正视结构图；

图5为本发明两轴四框架光电稳定平台一个实施例的外俯仰的侧视结构图；

图6为本发明两轴四框架光电稳定平台一个实施例的外方位的俯视结构图；

图7为本发明两轴四框架光电稳定平台一个实施例的内俯仰的侧视结构图；

图8为本发明两轴四框架光电稳定平台一个实施例的内方位的仰视结构图。

图中的附图标记表示为：

1信号处理模块 2信号采集模块

3供电电源 4接近传感器

5外俯仰上限位电路板 6外俯仰限位挡块

7外俯仰下限位电路板 8外方位零位挡块

9外方位零位电路板 10内俯仰上限位电路板

11内俯仰上限位挡块 12内俯仰下限位挡块

13内俯仰下限位电路板 14内方位左限位挡块

15内方位右限位挡块 16内方位右限位电路板

17内方位左限位电路板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步的说明。

请参阅图1，本发明两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，具体包括多个接近传感器，用于检测所述两轴四框架光电稳定平台四个框架的限位，所述限位包括内方位框架左限位、内方位框架右限位、内俯仰框架上限位、内俯仰框架下限位、外俯仰框架上限位、外俯仰框架下限位、外方位框架零位。具体安装位置请参阅图2。信号采集模块，用于采集所述接近传感器的信号，并转换为数字信号发送给所述信号处理模块。信号处理模块，用于接收所述信号采集模块的信号，并对所述信号进行处理，并判断每个接近传感器是否到达限位，如达到，则相应框架的电机进行刹车处理，防止电机长时间堵转，造成硬件损坏。

在本发明的一个实施例中，信号采集模块及信号处理模块采用TI公司的高性能32位浮点DSP处理器TMS320F28335来实现。七个接近传感器采用SILICON LABS公司的红外接近传感器Si1143，该传感器可发射红外线，经过接近的物体反射后被内置的红外线光电二极管接收，并将光强信号转化为数字信号，经过内置的MCU计算出距离数值。DSP处理器TMS320F28335的信号采集模块通过I²C总线采集所计算出的距离数值，并发送给DSP处理器TMS320F28335的信号处理模块，信号处理模块对所接收的信号进行数据处理，并判断是否达到了限位值。

本发明的一个实施例中，采用7个Si1143接近传感器，分别用于检测光电稳定平台内方位框架的左限位、右限位，内俯仰框架的上限位、下限位，外俯仰框架的上限位、下限位以及外方位框架的零位等7个限位信号，请参阅图4-8。其中，还包括限位挡块限位挡块与接近传感器对应设置，相互配合实现检测。具体地，限位挡块遮挡接近传感器时，接近传感器检测距离发生变化，信号处理模块对检测到的距离信号进行处理，判断是否达到了限位值。图4为本发明两轴四框架光电稳定平台的结构示意图。图5示出了外俯仰上限位电路板5、外俯仰限位挡块6及外俯仰下限位电路板7的安装位置；图6示出了外方位零位挡块8、外方位零位电路板9的安装位置；图7示出了内俯仰上限位电路板10、内俯仰上限位挡块11及内俯仰下限位挡块12、内俯仰下限位电路板13的安装位置；图8示出了内方位左限位挡块14、内方位右限位挡块15、内方位右限位电路板16及内方位左限位电路板17的安装位置。接近传感器的地址可由用户进行任意配置，因此每个接近传感器均具有唯一的地址，作为从节点挂载于I²C总线上，TMS320F28335芯片作为主节点，可以很方便地读取I²C总线上七个从节点的限位状态。通过I2C总线与DSP处理器TMS320F28335进行通信，DSP处理器TMS320F28335完成限位信号的Si1143的信号的检测和处理。如图3所示，为本发明两轴四框架光电稳定平台限位检测系统某一单独限位检测电路板(某一个接近传感器)的原理图。

在本发明的一个实施例中，信号采集模块及信号处理模块的限位信号采集处理程序流程图，如图3所示。中断开始，读取接近传感器的值，下面给出了采集某一路限位信号的伪代码程序。该程序主要实现对所述接近传感器芯片Si1143地址进行配置，寄存器参数进行设置，读取测量的距离值信息。

U8 ReadFromRegister(U8 reg)//读取寄存器值

void WriteToRegister(U8 reg,U8 value)//对寄存器进行写操作

void ParamSet(U8 address,U8 value)//寄存器参数设置

PsAlsForce()//接近传感器进行测量

WriteToRegister(REG_HW_KEY,HW_KEY_VAL0)；//向接近传感器发送硬件码

WriteToRegister(REG_PS_LED21,(MAX_LED_CURRENT<<4)+MAX_LED_CURRENT)；

WriteToRegister(REG_PS_LED3,MAX_LED_CURRENT)；//初始化LED电流

ParamSet(PARAM_CH_LIST,ALS_IR_TASK+ALS_VIS_TASK+PS1_TASK+PS2_TASK+PS3_TASK)；//参数设定

PsAlsForce()；//接近传感器近程测量

//对各个寄存器进行单独读操作

ALS_VIS＝ReadFromRegister(REG_ALS_VIS_DATA0)+256*ReadFromRegister(REG_ALS_VIS_DATA1)；

ALS_IR＝ReadFromRegister(REG_ALS_IR_DATA0)+256*ReadFromRegister(REG_ALS_IR_DATA1)；

PS1＝ReadFromRegister(REG_PS1_DATA0)+256*ReadFromRegister(REG_PS1_DATA1)；

PS2＝ReadFromRegister(REG_PS2_DATA0)+256*ReadFromRegister(REG_PS2_DATA1)；

PS3＝ReadFromRegister(REG_PS3_DATA0)+256*ReadFromRegister(REG_PS3_DATA1)；

此外，本发明还提供一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测方法，采用上述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统进行限位检测，包括以下步骤：

多个接近传感器进行内方位左限位、内方位右限位、内俯仰上限位、内俯仰下限位、外俯仰上限位、外俯仰下限位、外方位零位；

多个接近传感器进行内方位左限位检测、内方位右限位检测、内俯仰上限位检测、内俯仰下限位检测、外俯仰上限位检测、外俯仰下限位检测、外方位零位检测；

信号采集模块采集多个接近传感器的信号，并转换成数字信号，发送给信号处理模块；

信号处理模块对所接收到的数字信号进行处理，并判断每个接近传感器是否达到限位值。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，包括：

多个接近传感器，用于检测所述两轴四框架光电稳定平台四个框架的限位。所述限位包括内方位框架左限位、内方位框架右限位、内俯仰框架上限位、内俯仰框架下限位、外俯仰框架上限位、外俯仰框架下限位、外方位框架零位；

信号采集模块，用于配置所述接近传感器地址，以及采集所述接近传感器的信号，并转换为数字信号发送给所述信号处理模块；

信号处理模块，用于接收所述信号采集模块的信号，并对信号进行处理，判断每个接近传感器是否到达限位值。

2.如权利要求1所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述信号采集模块及所述信号处理模块为TMS320F28335芯片；

所述TMS320F28335芯片接收和处理各个框架的限位状态。

3.如权利要求1所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述接近传感器数量为7个，分别用于检测光电稳定平台内方位框架的左限位、右限位，内俯仰框架的上限位、下限位，外俯仰框架的上限位、下限位以及外方位框架的零位。

4.如权利要求1所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述多个接近传感器与所述信号采集模块通过数据总线进行通信，所述多个接近传感器输出的信号为串行数据。

5.如权利要求2所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述多个接近传感器均有唯一的地址，作为从节点挂载于I²C总线上，所述TMS320F28335作为主节点，可以很方便地读取I²C总线上七个从节点的限位状态。

6.如权利要求1-5任一项所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，可以通过信号处理模块对每个限位的接近传感器的接近距离的门限值进行设置，从而调整限位范围。

7.所述如权利要求1所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述接近传感器为红外接近传感器。

8.所述如权利要求1所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统，其特征在于，所述两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统还包括：

供电模块，用于给所述接近传感器、所述信号采集模块及所述信号处理模块进行供电。

9.一种两轴四框架光电稳定平台的限位检测方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的两轴四框架光电稳定平台的限位检测系统进行限位检测，包括以下步骤：

所述多个接近传感器进行内方位左限位检测、内方位右限位检测、内俯仰上限位检测、内俯仰下限位检测、外俯仰上限位检测、外俯仰下限位检测、外方位零位检测；

所述信号采集模块采集所述多个接近传感器的信号，并转换成数字信号，发送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块对所接收到的数字信号进行处理，并判断每个接近传感器是否达到限位值。