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天空偏振光测量方法的研究

发布时间:2018-03-01 18:54

  本文关键词: 偏振光 偏振传感器 误差分析 出处:《北方工业大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着时代的发展与科技的不断进步,仿生学以及其应用已经慢慢深入到各个领域,在人们的生活与工作中,都起着很大的作用。导航是为移动载体提供精确、可靠的方向信息,使其可以按照选择路线准确地到达目的地。本文便是将仿生学与导航技术紧密地结合起来,设计并搭建出了仿生偏振光导航传感器。偏振传感器设计的灵感来源于一个撒哈拉沙漠上的一种小动物——沙蚁。其特殊的复眼结构和其内部神经元对于偏振光信息的处理机制作为仿生偏振光导航的理论基础,且天空中的偏振光呈规律性分布作为实现依据。仿生偏振光导航传感器的总体结构,主要由传感器的硬件设计以及传感器的软件设计两个部分构成。因此,模仿沙蚁的复眼结构,搭建偏振光传感器的感知单元,感知单元中有三个相同且相互差60°的偏振通道,定义为0°通道、60°通道和120°通道。每个偏振通道中包括一对相互垂直的检偏单元,每个偏振单元都有三部分:蓝色滤光片、相互垂直的偏振片以及光电二极管。天空偏振光照射到传感器的感知单元后,通过S1087二极管实现光信号到电信号的转换,由于信号过于微弱,不方便处理,然后通过对数放大器进行放大,再通过A/D转换后,进入控制模块对采集到的偏振信号进行处理,最后再通过串口发送出来。论文的最后对仿生偏振光导航传感器进行性能测试,测试包括室内测试和室外测试两个部分,并分析测试实验的误差。
[Abstract]:With the development of the times and the continuous progress of science and technology, bionics and its applications have gradually penetrated into various fields, which play a great role in people's life and work. Navigation is to provide accurate and reliable direction information for mobile carriers. So that they can get to their destination exactly according to the chosen route. A bionic polarized light navigation sensor was designed and built. The design of the polarization sensor was inspired by a small fauna in the Sahara desert, the sand ant. Its special compound eye structure and its inner neurons are sensitive to polarized light. The information processing mechanism is the theoretical basis of bionic polarized light navigation. The general structure of bionic polarized light navigation sensor consists of two parts: the hardware design of the sensor and the software design of the sensor. The sensing unit of polarizing light sensor is constructed by imitating the compound eye structure of sand ants. There are three polarization channels with the same difference of 60 掳in the sensing unit. Defined as 0 掳channel 60 掳channel and 120 掳channel. Each polarization channel consists of a pair of mutually vertical polarizing units, each of which has three parts: blue filter, Vertical polarizers and photodiodes. After the sky polarized light is irradiated to the sensor's sensing unit, the signal is converted from the light signal to the electrical signal through the S1087 diode. Because the signal is too weak, it is inconvenient to process. Then the digital amplifier is amplified, then the polarization signal is processed by the control module, and then transmitted through the serial port. Finally, the performance of the bionic polarized light navigation sensor is tested. The test consists of indoor test and outdoor test, and the error of test experiment is analyzed.
【学位授予单位】:北方工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212

【参考文献】

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本文编号:1553158

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