如何使用太陽能實現(xiàn)光電導(dǎo)航搬運車的設(shè)計論文

　　我們隊在這次光電競賽中所選的題目是《基于太陽能的光電導(dǎo)航搬運車》，要求利用太陽能電池和光電導(dǎo)航技術(shù)在6 分鐘之內(nèi)， 繞過規(guī)定的障礙物， 運送盡可能多的物體到指定地點。

　　該題目的關(guān)鍵點在于太陽能電池的選擇， 以及穩(wěn)定性好的、可靠性高的、易于實現(xiàn)的光電導(dǎo)航手段。

　　關(guān)于太陽能電池的選擇， 應(yīng)考慮的因素包括輸出功率、電壓、抗干擾能力以及和電源模塊的耦合性等。其中， 最重要的一個指標是輸出功率。由于，每次搬運重物的數(shù)目沒有限制，輸出功率越高的電源自然能滿足更好的小車速度和載重量的要求。目前，利用光電技術(shù)進行導(dǎo)航的手段主要有： 激光雷達（LiDAR ）導(dǎo)航、機器視覺（MachineVision） （計算機視覺）導(dǎo)航、紅外（IR） 導(dǎo)航、基于激光陀螺儀和加速度計的慣性導(dǎo)航（INS）和其它一些利用光電子器件進行導(dǎo)航的技術(shù)等。本系統(tǒng)采用機器視覺進行導(dǎo)航，理由如下：

　　1. 隨著人工智能（AI） 和機器人技術(shù)的不斷發(fā)展， 模擬人眼視覺的機器視覺技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學等領(lǐng)域里有著非常廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。

　　2. 圖像采集技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字圖像處理算法及速度的日臻完善， 使得視覺定位具有實時性強、靈活度高、定位準、獲得的信息量豐富等的特點。

　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計

　　1.2.1 整個小車系統(tǒng)各個部分的框圖

　　1.2.2 各模塊功能

　　1． 電源模塊為其它各模塊提供穩(wěn)定的電源支持。

　　2． 圖像攝取模塊負責將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，為后續(xù)處理打下基礎(chǔ)。

　　3． 速度、轉(zhuǎn)向角度實時檢測主要是為控制模塊提供必要的信息支持。

　　4． 信息處理模塊主要負責圖像處理算法的實現(xiàn)。

　　5． 控制模塊負責整個系統(tǒng)的控制。

　　6． 電機驅(qū)動模塊實現(xiàn)小車的起動、停止、加速、轉(zhuǎn)向等操作。

　　太陽電池能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是結(jié)的光生伏特效應(yīng)。將外電路短路， 則外電路中就有與入射光能量成正比的光電流流過，這個電流稱作短路電流。若將PN結(jié)兩端開路，則由于電子和空穴分別流入N區(qū)和P 區(qū)，使N區(qū)的費米能級比P 區(qū)的費米能級高， 在這兩個費米能級之間就產(chǎn)生了電位差VOC?？梢詼y得這個值，并稱為開路電壓。