2个红外传感器循迹原理_红外探测法 | 实现智能循迹小车“无人驾驶”的黑科技！...

科技日新月异，智能化的生活离不开各类电子产品的使用，电子信息技术将会在我们的生活中占据越来越重要的位置。  智能循迹小车的制作是近年来电子设计的热点， 它是一个集环境感知、规划决策，自动行驶 等功能于一体的综合系统，具有实时显示时间、速度、里程、自动循迹、寻光、避障、可控行驶速度、远程传输图像等功能，在科学勘探等方面有很大的应用前景。 我们可以通过了解智能循迹小车背后的工作原理，学习科普电子学科的相关知识，揭开电子世界的神秘面纱~

每年的科技竞赛中参展最多的项目就是无人驾驶循迹小车， 今天我们就带大家一起来研究研究 看看智能循迹小车如此吸引人的独特之处!

循迹小车模型丨图片

智能循迹小车最主要的特点莫过于 它能在复杂的道路情况下 自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。 简而言之 智能循迹小车可以实现“ 无人驾驶 ”。

自动驾驶模拟丨图片

1、循迹小车如何实现无人驾驶？ 我们从智能小车的制作过程中可以发现，其中非常重要的一步就是 红外传感器的安装。 原来，循迹智能小车利用红外传感器可以对路面信号进行 检测 ，信号经过处理之后送给 控制模块和动力模块 ，从而控制小车的运动。

传感器模块丨图片

2红外传感器是如何工作的？ 红外传感器帮助智能循迹小车实现“无人驾驶”是因为使用了 “红外探测法”。 什么是红外探测法呢 ？ 即利用 红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点。 在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到 白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。 单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

红外传感器实物丨图片

小朋友们这里需要注意！！！ 红外探测器探测距离有限，一般 最大不应超过15cm 。 对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。

红外传感器默认遇到反射面以后，信号输出为低电平 ：电机驱动板接收到低电平信号以后就会驱动车子一直前行,前行的过程不会转弯。前方必须有物体让红外传感器脱离反射环境，车子才会转弯或停止。 传感器模块丨图片 黑色是所有颜色中对光的反射力最小的颜色(为了能让红外传感器能识别环境变化，使用黑色介质材料作为跑道可以吸收红外光线)使得传感器脱离反射环境,传感器的信号输出就会变换为高电平 ： 电机驱动板接收到高电平时，车就会转弯(单传感器)或停止(双传感器)。 控制电路不断的交替执行,车子就会不断的修正方向,并跟着黑色跑道行驶。 以前很多人在制作时喜欢选择发光的二极管，但很容易受到光源的影响，有时候甚至看不见黑色的线，这主要是由于光的反射无法使得准确的光映入。

发光二极管丨图片

3红外探测的发展史 最初的红外探测器是温度计，后来出现了热电偶。 红外技术差不多是在40年前才开始应用到防御系统上的。在红外技术的发展过程中，热敏探测器的发展较早，但发展的速度较慢，而量子探测器则是后来居上，发展很快。特别是第二次世界大战期间和第二次大战以后，出现了许多响应不同波段的量子探测器。近些年来，红外探测器技术发展迅速，从单元、多元、阵列发展到凝视焦平面阵。 从第一代红外探测器至今已有40余年历史，按照其特点可分为四代： 　　 第一代，(1970s-80s)主要是以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；　　 第二代，(1990s-2000s)是以4×288为代表的扫描型焦平面；　　 第三代，是凝视型焦平面；目前正在发展的可称为；　　 第四代，以大面阵、高分辨力、多波段、智能灵巧型系统级芯片为主要特点，具有高性能数字信号处理功能，甚至具备单片多波段融合探测与识别能力。　　

时间轴丨图片

我国从上世纪80年代后期陆续开始了红外焦平面探测器的研制 。尽管国内的第二代、第三代红外焦平面技术在材料、器件工艺、读出电路、杜瓦和致冷等方面取得一些进展。第四代产品还刚开始进行技术突破，到目前为止，只有为数很少的工程化产品提供军方使用。目前实现批量生产的焦平面探测器组件相当于西方国家较早一段时期的水平。红外探测器技术总体水平与西方发达国家相比仍有较大差距。4红外探测法的其他应用 一、红外探测报警技术： 是指在红外探测器中，热电元件检测人体的存在或移动，并把热电元件的输出信号转换成电压信号，然后，对电压信号进行波形分析的技术。 二、家庭安防： 家庭安防中一般主动探测器运用的比较多。主动红外探测器，抗干扰比较强又装在室外，对室内人员活动毫不相干，只要在你的房屋出入口外围装上主动红外探测器，一但有人进入，就及时报警，生命安全得到保障，财产避免了损失。

家庭安防示意图丨图片

三、野生动物监测

野生动物的监测主要是利用红外摄像机进行记录。它以红外夜视技术为基础，能够发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，关掉红外滤光镜，这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。

户外红外摄像机丨图片

由于野生动物栖息地大都处于自然保护区内，利用红外线摄像机对野生动物进行监测可以最大限度地还原野生动物的生活栖息状态，同时也留下宝贵的野生动物影像资料。

户外红外摄像机丨图片

随着科技的不断发展，红外摄相机的各项性能必将不断得以提高，届时红外摄相机监测必将成为自然保护区的常规监测手段，促进野生动物保护事业的更好发展。

户外红外摄像机丨图片

除此之外， 红外光电探测器已应用于各种重要设备，如夜视、军事导弹跟踪、医学成像、工业缺陷成像、环境感应和系外行星勘探等等。

今天知识点get了吗？ 你觉得红外探测法还可以运用在哪些方面？ 开动你的脑筋和我们一起思考吧！ 快来评论区留言吧！