基于msp430的仿生偏振光导航传感器的设计与实现

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1、2012年第31卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)107*基于MSP430的仿生偏振光导航传感器的设计与实现褚金奎，林林，陈文静，王寅龙(大连理工大学精密特种加工教育部重点实验室，辽宁大连116023)摘要:根据沙漠蚂蚁Cataglyphis的导航机理，采用分段导航算法研制了以MSP430为控制核心的偏振光导航传感器。该传感器利用分段算法通过变化明显的两路电压信号计算导航角，分辨率高，采用混合信号处理器降低传感器功耗，无线通信方式增加了信号传输距离和灵

2、活性，方便应用。分析了传感器导航机理和分段导航算法;设计传感器的硬件电路和软件程序，制作传感器样机;为了测试传感器的性能，在标定平台上进行了实验，并处理实验数据，得出传感器原始误差在±0．6°以内，误差补偿后导航精度在±0．2°以内。实验证实:偏振光传感器自主导航，精度高，性能稳定，在导航系统中有广泛的应用前景。关键词:仿生;偏振光;传感器;导航;MSP430中图分类号:TP394．1;TH691．9文献标识码:A文章编号:1000—9787(2012)08—0107—04Designandrealizationo

3、fbionicpolarizedlight*navigationsensorbasedonMSP430CHUJin-kui，LINLin，CHENWen-jing，WANGYin-long(KeyLaboratoryofTechnologyPrecision＆Non-traditionalMachiningofMinistryofEducation，DalianUniversityofTechnology，Dalian116023，China)Abstract:AccordingtothedesertantsCat

4、aglyphisnavigationmechanism，subsectionnavigationalgorithmisusedtoresearchthepolarizedlightnavigationsensorusingMSP430ascontrolcore．Thesensorusestwovoltagesignalsofvariationtocalculatenavigationanglethroughsubsectionalgorithm，ithashighresolution，themixedsignalp

5、rocessorisusedtoreducepowerconsumptionofthesensor，wirelesscommunicationmodeincreasessignaltransmissiondistanceandflexibility，itisconvenienttoapply．Thesensornavigationmechanismandsubsectionnavigationalgorithmareanalyzed．Thesensorhardwarecircuitandsoftwareprogra

6、maredesigned，andthesensorprototypeismade．Inordertotesttheperformanceofthesensor，experimentsarecarriedoutonthecalibratingplatform，theoriginalerrorofthesensoriswithin0．6°，aftercompensation，navigationprecisoniswithin0．2°．Theexperimentverifiesthatthepolarizedlight

7、sensornavigatesindependently，ithashighprecisionandworksstablyandhasbroadapplicationprospectinnavigationsystem．Keywords:bionic;polarizedlight;sensor;navigation;MSP4300引言Cataglyphis脑部POL神经元将复眼接收的天空偏振光信号［2］大自然蕴藏着大量的智慧和能量，人们向自然界学习转换成相应的电信号进而导航。除了沙蚁，自然界中很的理念也逐步提升。近

8、年来，许多科研工作者展开了对自多昆虫的迁移、觅食都是利用天空偏振光导航，例如:蜘蛛［3］然界的研究探索，人工智能、仿生学、仿生机器人等研究越利用二阶眼结构过滤偏振光信息找到回巢穴的方向，来越受社会关注。这些研究最终目的就是为了探索千万年KinoshitaM等人研究分析了沙漠蝗虫的脑神经的光谱特性［4］演变后的自然界，并将研究成果运用到生产和生活中。反应与外界