CN109991840A - 一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法，其中，该系统包括光电发射传感器、光电接收传感器，用于带动光电发射传感器或光电接收传感器转动的电驱动对准装置，与电驱动对准装置连接的，用于控制电驱动对准装置转动的控制器。在将光电发射传感器和光电接收传感器对准时，可以通过控制器控制电驱动对准装置转动，从而带动光电发射传感器或光电接收传感器转动以使二者瞄准。由此可见，本系统无需人工瞄准，调试过程简单，降低了人工成本。

Description

一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别是涉及一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法。

背景技术

在日常作业中，很多场合对需要用到计时功能，例如，赛道上安装光电门，车辆通过时，光电门会产生断开信号，实现计时。由于光电门是由发射端和接收端构成，因此，发射端的发射传感器要与接收端的接收传感器对准，否则，接收传感器无法接收到发射传感器发射的信号。现有技术中，对于光电门的瞄准通常是人工调试，即由一个工作人员或者两个工作人员在赛道的两侧安装并调试，导致调试过程非常繁琐。

由此可见，如何便捷的实现对光电门的瞄准调试，降低人工成本是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法，用于便捷的实现对光电门的瞄准调试，降低人工成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动瞄准的光电门计时系统，包括光电发射传感器、光电接收传感器，用于带动所述光电发射传感器或所述光电接收传感器转动的电驱动对准装置，与所述电驱动对准装置连接的，用于控制所述电驱动对准装置转动的控制器。

优选地，所述控制器具体包括发射端控制器和接收端控制器，所述发射端控制器控制所述电驱动对准装置以带动所述光电发射传感器转动，所述光电接收传感器固定在预先设定的位置，所述接收端控制器用于依据所述光电接收传感器的信号控制所述发射端控制器。

优选地，所述电驱动对准装置具体为舵机装置或齿轮-齿条配合装置，其中，所述舵机装置包括控制水平方向转动的第一舵机和控制垂直方向转动的第二舵机。

优选地，还包括通过无线通信模块与所述接收端控制器连接的上位机。

优选地，所述无线通信模块具体为蓝牙模块、Wifi模块或无线电台。

优选地，所述光电发射传感器具体为激光发射传感器，所述光电接收传感器具体为激光接收传感器。

优选地，还包括与所述控制器连接的，用于指示所述光电发射传感器和所述光电接收传感器对准的指示装置。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种计时方法，基于上述所述的自动瞄准的光电门计时系统，该方法包括：

S21：接收上位机设置的超时允许时长；

S22：判断光电接收传感器是否接收到光电发送传感器发射的信号，如果是，则返回S22，否则，进入S23；

S23：判断是否超过所述超时允许时长，如果是，则进入S24，否则，进入S26；

S24：向所述上位机返回未对准信号，进入S25；

S25：向发射端控制器发送调整信号以转动电驱动对准装置，并返回S22；

S26：确定检测到目标物，并根据检测到的次数得到计时数据，进入S27；

S27：向所述上位机返回检测到所述目标物的信号和所述计时数据，并返回S22。

优选地，还包括：

接收所述上位机设置的模式选择信号。

优选地，还包括：

接收所述上位机发送的复位信号。

本发明所提供的自动瞄准的光电门计时系统，包括光电发射传感器、光电接收传感器，用于带动光电发射传感器或光电接收传感器转动的电驱动对准装置，与电驱动对准装置连接的，用于控制电驱动对准装置转动的控制器。在将光电发射传感器和光电接收传感器对准时，可以通过控制器控制电驱动对准装置转动，从而带动光电发射传感器或光电接收传感器转动以使二者瞄准。由此可见，本系统无需人工瞄准，调试过程简单，降低了人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种自动瞄准的光电门计时系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种电驱动对准装置的结构图；

图3为本发明实施例提供的另一种自动瞄准的光电门计时系统的结构图；

图4为本发明实施例提供的一种计时方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种计时方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法，用于便捷的实现对光电门的瞄准调试，降低人工成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种自动瞄准的光电门计时系统的结构图。如图1所示，该系统包括光电发射传感器10、光电接收传感器11，用于带动光电发射传感器10或光电接收传感器11转动的电驱动对准装置12，与对准装置连接的，用于控制对准装置转动的控制器13。

在具体实施中，光电门包括两大部分，一部分是发射端，一部分是接收端，例如，光电发射传感器10就属于发射端，光电接收传感器11就属于接收端。光电发射传感器10的类型本实施例不作限定，例如，可以是激光类型，即光电发射传感器10具体为激光发射传感器，光电接收传感器11具体为激光接收传感器。以测试赛车的场景为例，通常情况下，可以将发射端的相关元件安装在赛道的一侧，而将接收端的相关元件安装在赛道的另一侧，当然，在安装时需要大致对齐，只要在电驱动对准装置12的行程范围内即可。采用光电门实现计时，信号监测点范围(光电发射传感器10和光电接收传感器11之间的距离)很小，即检测范围是一条线段，有效地提高了计时的精度，并且有多种计时模式：直线、环形、分段等计时模式，适应性更强。

需要说明的是，电驱动对准装置12可以设置在发射端，也可以设置在接收端，当然也可以在两端均设置，通常情况下，将电驱动对准装置12设置在发射端，而接收端不设置。电驱动对准装置12是通过电驱动的，具体是控制器13给出控制信号，电驱动对准装置12能够带动光电发射传感器10或光电接收传感器11转动，本文中，以电驱动对准装置12带动光电发射传感器10转动，光电接收传感器11固定为例说明。电驱动对准装置12依据控制器13的控制信号转动，因而可以带动光电发射传感器10转动，直至光电发射传感器10发射的信号可以被光电接收传感器11接收到。可以理解的是，电驱动对准装置12的类型可以有多种，例如通过舵机装置或齿轮-齿条配合装置实现，本实施例不作限定。

控制器13可以通过STM32实现，当然，需要预先将相应的程序编写好以实现对电驱动装置的控制，本实施例不再赘述。控制器13可以通过人机交互装置直接与用户交互，也可以与上位机等交互。此外，该系统还包括电源模块，用于为供电元件供电，还可以包括显示屏显示计时数据等，本实施例不再赘述。控制器13可以是一个，一方面控制电驱动对准装置12，一方面接收光电接收传感器11的信号，也可以是两个，分别控制电驱动对准装置12和接收光电接收传感器11的信号，本实施例不作限定。可以理解的是，如果是两个控制器13，则连个控制器13需要通信连接，具体的通信连接方式可以为有线传输，也可以为无线传输。

以光电接收传感器11固定为例，在具体实施中，在粗略安装好光电发射传感器10和光电接收传感器11后，开启光电发射传感器10以发射光电信号。当光电发射传感器10发射信号后，控制器13依据光电接收传感器11是否能够接收到信号而控制电驱动对准装置12转动，转动的角度以及步长可以根据实际情况而定。每转动一次，控制器13需要判断一次光电接收传感器11是否能够接收到信号，直到接收到信号后不再转动电驱动对准装置12，该种情况下，说明光电发射传感器10和光电接收传感器11已经瞄准，可以进行计时。例如，在一段路程的起点和终点均设置一套上述实施例所述的计时系统，当车辆经过起点时，光电接收传感器11在此时刻接收不到信号，即产生计时信号，经过终点时，另一个光电接收传感器11在此时刻接收不到信号，即产生另一个计时信号，两个计时信号的间隔就是车辆经过该段路程的计时时间。

在其他实施例中，自动瞄准的光电门计时系统还可以包括用于支撑电驱动对准装置12的可调基座以及固定装置，本发明不再赘述。通过可调基座方便位置移动，以增强其通用性。另外，为了减少外部干扰，还可以设置用于保护光电发射传感器10的外壳。

本实施例提供的自动瞄准的光电门计时系统，包括光电发射传感器、光电接收传感器，用于带动光电发射传感器或光电接收传感器转动的电驱动对准装置，与电驱动对准装置连接的，用于控制电驱动对准装置转动的控制器。在将光电发射传感器和光电接收传感器对准时，可以通过控制器控制电驱动对准装置转动，从而带动光电发射传感器或光电接收传感器转动以使二者瞄准。由此可见，本系统无需人工瞄准，调试过程简单，降低了人工成本。

在上述实施例的基础上，作为优选地实施方式，控制器13具体包括发射端控制器和接收端控制器，发射端控制器控制电驱动对准装置12以带动光电发射传感器10转动，光电接收传感器11固定在预先设定的位置，接收端控制器用于依据光电接收传感器11的信号控制发射端控制器。

可以理解的是，通过两个控制器分别控制发送端和接收端的相关器件工作，能够降低控制器13的复杂度。本实施例中，光电接收传感器11是固定的，预先由工人按照在相应的地方，例如赛道的一侧，光电接收传感器11与接收端控制器13连接，可以是有线连接，也可以是无线连接。光电发射传感器10安装在赛道另一侧，大致与光电接收传感器11相对(粗瞄准)，光电发射传感器10与发射端控制器13连接，可以是有线连接，也可以是无线连接，并且还与接收端控制器13连接，用于接收相应的信号。

在具体实施中，当光电发射传感器10发射光电信号后，接收端控制器13判断光电接收传感器11是否能够接收到光电信号，如果能够接收到，则向发射端控制器13发送停止信号，以使得发射端控制器13停止控制电驱动对准装置12转动，如果不能收到，则向发射端控制器13发送调整信号，以使得发射端控制器13继续控制电驱动对准装置12转动，直到光电接收传感器11接收到光电信号为止。

作为优选地实施方式，电驱动对准装置12具体为舵机装置或齿轮-齿条配合装置，其中，舵机装置包括控制水平方向转动的第一舵机和控制垂直方向转动的第二舵机。图2为本发明实施例提供的一种电驱动对准装置的结构图，如果电驱动对准装置12为舵机装置，则发射端控制器13控制第一舵机121和第二舵机122在平面内移动，最终使得光电发射传感器10转动到合适的位置。由于舵机装置和齿轮-齿条配合装置为本领域技术人员熟知的技术，因此，具体的结构和安装本实施例不再赘述。

图3为本发明实施例提供的另一种自动瞄准的光电门计时系统的结构图。如图3所示，在上述实施例的基础上，还包括通过无线通信模块与接收端控制器13连接的上位机14。

连接上位机14的目的是便于远程监控和设置，其中，无线通信模块具体为蓝牙模块、Wifi模块或无线电台。可以理解的是，接收端控制器13是上位机14与发射端控制器13、光电发射传感器10、光电接收传感器11、电驱动对准装置12的联结点，主要负责将光电接收传感器11采集的信号发送到上位机14，接收上位机14的指令，从而控制电驱动对准装置12。

在具体实施中，上位机14程序可用Labview编写，最终生成安装文件，可安装在任意电脑上运行。无线通信模块采用串口数据，数据接入电脑之后，利用Labview按照数据发送的协议进行解码，最终表现为直观的数字信息结果。另外，上位机14程序将计时数据保存在电脑里，其中包括计时时间、计时模式、对准状态、操作者自行备注的信息、以及数据校验的是否正确等，从而解决了数据无法保留的缺点。

本实施例中，通过无线通信模块实现数据的传输，稳定传输距离长达3000米，在需要多对光电门的时候，就可无线传输检测信号，从而不用长距离的线缆；同样，计时数据也可通过无线传输，观察者可远距离获取数据，通过上位机14程序，将获取的数据反应为直观的时间数值；另外，还可以实现控制信号的无线传输，例如模式切换，数据清零，自动对准，连接检测等操作；从而大大增强了观察和操控的方便性。

在上述实施例的基础上，还包括与控制器13连接的，用于指示光电发射传感器10和光电接收传感器11对准的指示装置。

通常情况下，指示装置安装在测试地点附近，方便工作人员查看。当控制器13判断出光电接收传感器11接收到信号后，控制指示装置接通。指示装置可以是闪光灯等器件，本实施例不作限定。

上文中对于自动瞄准的光电门计时系统的实施例进行了详细描述，本申请还提供一种计时方法，该方法基于包含有上位机的自动瞄准的光电门计时系统，可由控制器实现。在具体实施中，计时系统分为初始化阶段和计时阶段，初始化阶段，判断光电接收传感器是否接收到光电发送传感器发射的信号，如果是，则控制电驱动对准装置停止调整，否则，按照预设的调整方法控制电驱动对准装置转动直到光电接收传感器接收到光电发射传感器发射的信号为止。由此可见，在初始化阶段控制器能够控制电驱动对准装置转动实现光电接收传感器和光电发射传感器的自动对准。但是在计时过程中，二者可能发生偏离，为了解决计时阶段发生偏移的问题，本发明提供一种计时方法，如图4所示，该方法包括：

S21：接收上位机设置的超时允许时长；

S22：判断光电接收传感器是否接收到光电发送传感器发射的信号，如果是，则返回S22，否则，进入S23；

S23：判断是否超过超时允许时长，如果是，则进入S24，否则，进入S26；

S24：向上位机返回未对准信号，进入S25；

S25：向发射端控制器发送调整信号以转动电驱动对准装置，并返回S22；

S26：确定检测到目标物，并根据检测到的次数得到计时数据，进入S27；

S27：向上位机返回检测到目标物的信号和计时数据，并返回S22。

进入计时阶段后，外界不确定因素极易改变光电门的位置，影响对准，从而影响其功能，抗干扰能力不强。考虑到上述问题，本实施例中，控制器对光电接收传感器进行检测，判断是否对准，此处有一个超时信号，即超时允许时长，此信号表示光电接收传感器未对准的持续时间长，默认为1秒，此信号用于判断是否处于未对准状态，超过此时间则被视为未对准成功，此超时允许时长可以通过上位机进行设置，若检测的物体比较长或是速度较慢，通过光电门需要一定时间，则可以设置相应增大超时允许时长，从而避免误识别为光电接收传感器未对准成功。如果超时，则发出未对准信号并控制电驱动对准装置进行自动对准，若没有超时，则判断为检测到目标物，开始计时管理(根据不同的计时模式计时)并计算相应的时间，最后通过无线通信模块返回计时数据。

在具体实施中，上位机返回的控制信号具有较高的优先权，即控制器接收到上位机的控制信号后会立即响应。

本实施例提供的计时方法，能够在计时过程中，实时地、自动地实现光电接收传感器和光电发射传感器的对准，通过设置超时允许时长，能够实现不同测量场景，适应性和通用性更佳。

在其他实施例中，上述方法还可以包括：发出提示信息。具体是在检测到目标物后发出提示信息，例如可以设置蜂鸣器，每次检测到目标物，则控制蜂鸣器蜂鸣。当然，也可以设置指示灯，每次检测到目标物，则控制指示灯点亮。

在上述实施例的基础上，如图5所示，该方法还包括：

S30：接收上位机设置的模式选择信号。

在具体实施中，控制器可以接收上位机的模式选择信号，不同的模式选择信号，对应的控制器的计时数据的计算是不同的，例如，模式可以是直线、环形、分段等，则控制器需要按照每种模式对应的计时方法计时，从而得到计时数据。

在上述实施例的基础上，还包括：

接收上位机发送的复位信号。

由于不同的场合对应的计时模式不同，并且不同的计时阶段也需要将前一轮的计时数据清零，因此，本实施例中，控制器可以接收上位机的复位信号以实现复位。

以上对本发明所提供的自动瞄准的光电门计时系统及其计时方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，包括光电发射传感器、光电接收传感器，用于带动所述光电发射传感器或所述光电接收传感器转动的电驱动对准装置，与所述电驱动对准装置连接的，用于控制所述电驱动对准装置转动的控制器。

2.根据权利要求1所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，所述控制器具体包括发射端控制器和接收端控制器，所述发射端控制器控制所述电驱动对准装置以带动所述光电发射传感器转动，所述光电接收传感器固定在预先设定的位置，所述接收端控制器用于依据所述光电接收传感器的信号控制所述发射端控制器。

3.根据权利要求2所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，所述电驱动对准装置具体为舵机装置或齿轮-齿条配合装置，其中，所述舵机装置包括控制水平方向转动的第一舵机和控制垂直方向转动的第二舵机。

4.根据权利要求2所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，还包括通过无线通信模块与所述接收端控制器连接的上位机。

5.根据权利要求4所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，所述无线通信模块具体为蓝牙模块、Wifi模块或无线电台。

6.根据权利要求4或5所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，所述光电发射传感器具体为激光发射传感器，所述光电接收传感器具体为激光接收传感器。

7.根据权利要求6所述的自动瞄准的光电门计时系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的，用于指示所述光电发射传感器和所述光电接收传感器对准的指示装置。

8.一种计时方法，其特征在于，基于权利要求4-7任意一项所述的自动瞄准的光电门计时系统，该方法包括：

S21：接收上位机设置的超时允许时长；

S22：判断光电接收传感器是否接收到光电发送传感器发射的信号，如果是，则返回S22，否则，进入S23；

S23：判断是否超过所述超时允许时长，如果是，则进入S24，否则，进入S26；

S24：向所述上位机返回未对准信号，进入S25；

S25：向发射端控制器发送调整信号以转动电驱动对准装置，并返回S22；

S26：确定检测到目标物，并根据检测到的次数得到计时数据，进入S27；

S27：向所述上位机返回检测到所述目标物的信号和所述计时数据，并返回S22。

9.根据权利要求8所述的计时方法，其特征在于，还包括：

接收所述上位机设置的模式选择信号。

10.根据权利要求8所述的计时方法，其特征在于，还包括：

接收所述上位机发送的复位信号。