反射能量法基本原理是紅外發(fā)射電路的紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外光,經(jīng)障礙物反射后,由紅外接收電路的光敏接收管接收前方物體反射光,據(jù)此判斷前方是否有障礙物。根據(jù)發(fā)射光的強弱可以判斷物體的距離,由于接收管接收的光強隨是隨反射物體的距離變化而變化的,因而,距離近則反射光強,距離遠則反射光弱。
因為紅外線是介于可見光和微波之間的一種電磁波,因此,它不僅具有可見光直線傳播、反射、折射等特性,還具有微波的某些特性,如較強的穿透能力和能貫穿某些不透明物質(zhì)等。紅外傳感器包括紅外發(fā)射器件和紅外接收器件。自然界的所有物體只要溫度高于絕對零度都會輻射紅外線,因而,紅外傳感器須具有更強的發(fā)射和接收能力。
紅外測距的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)
紅外測距的過程
紅外測距的工作過程簡單來講就是瞄準目標,然后接通電源,啟動發(fā)射電路,通過發(fā)射系統(tǒng),像目標發(fā)射紅外信號,同時,采樣器采樣發(fā)射信號,作為計數(shù)器開門的脈沖信號,啟動計數(shù)器,時鐘振蕩器像計數(shù)器有效的輸入計數(shù)脈沖,由目標反射回來的紅外線回波作用在光電探測器上,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號,經(jīng)過放大器放大,進入計數(shù)器,作為計數(shù)器的關(guān)門信號,計數(shù)器停止計數(shù),計數(shù)器從開門到關(guān)門期間,所進入的時鐘脈沖個數(shù),經(jīng)過運算得到目標距離,測距公式為:
式中:L——待測距離;
c——光速;
t——光脈沖在待測距離上往返傳輸所需要的時間。
只要求出光脈沖在待測距離往返傳輸所需要的時間就可以通過上式求出目標距離。紅外脈沖的原理與結(jié)構(gòu)比較簡單、測距遠、功耗小。
紅外測距系統(tǒng)框圖
本系統(tǒng)主要由五部分組成:紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、放大電路、單片機電路、譯碼顯示電路。其工作過程如圖:
系統(tǒng)工作時,由發(fā)射單元發(fā)出一束激光,到達待測目標物后漫反射回來,經(jīng)接收單元接收、放大整形后到距離計算單元計算完畢后顯示目標物距離。
紅外測距系統(tǒng)主要元件