專利名稱：：光反射速度與方向偵測裝置及其偵測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種偵測裝置，尤其涉及一種利用光電結(jié)構(gòu)偵測光反射速度及方向的光反射速度與方向偵測裝置及其偵測方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)今速度及方向偵測器被廣泛地運(yùn)用在國防、航空、工業(yè)、信息消費(fèi)及汽車工業(yè)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的速度及方向偵測器多以電容方式設(shè)計(jì)，這種方式往往以機(jī)械阻尼電容結(jié)構(gòu)感應(yīng)，由于電容充電或放電恢復(fù)時間較慢，不僅靈敏度較差，而且偵測曲線以指數(shù)呈現(xiàn)，誤差較大。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問題，本發(fā)明提供了一種光反射速度及方向偵測裝置及其偵測方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案一種光反射速度與方向偵測裝置，其主要包括一光源，其發(fā)出一入射光；一光導(dǎo)滑車，其位于該光源一側(cè)，該光導(dǎo)滑車主要包括一沿一滑車軌道運(yùn)動之支架及一反射鏡，該反射鏡設(shè)置于該支架上并反射該入射光；若干檢光器，用以偵測經(jīng)上述反射鏡反射后的入射光；若干柵欄，其位于上述光源兩側(cè)，令入射光成束并以直線方向前進(jìn)，及設(shè)置于上述每一檢光器，用以隔離入射光；一處理器，其與上述檢光器相連，用以接收自檢光器傳送來的光信號并進(jìn)行速度及方向的處理；以及一顯示單元，用以顯示經(jīng)處理器傳送來的處理結(jié)果。較佳的，本發(fā)明提供了一種光反射速度與方向偵測裝置，其中，所述光源為LED光源，所述處理器主要包括若干緩存器以及一處理單元，所述處理器的緩存器與每一檢光器之間設(shè)置有一運(yùn)算放大器(即0P-AMP)，所述光導(dǎo)滑車的支架底部設(shè)有若干個滾輪，以便于光導(dǎo)滑車沿一滑車軌道運(yùn)動。此外，本發(fā)明還提供了一種光反射速度與方向偵測方法，其主要包括以下步驟a)發(fā)出一沿直線方向前進(jìn)的入射光；'b)所述入射光經(jīng)由一光導(dǎo)滑車上的反射鏡反射進(jìn)入若干間隔排列的柵欄內(nèi)的檢光器中，且該光導(dǎo)滑車可沿滑車軌道運(yùn)動；c)檢光器將檢測到的入射光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺魉椭烈惶幚砥鬟M(jìn)行光反射速度及方向的處理；以及d)經(jīng)處理器處理后，將結(jié)果傳送至一顯示單元顯示。較佳的，本發(fā)明提供了一種光反射速度與方向偵測方法，其中，所述處理器主要包括若干緩存器以及一處理單元，所述緩存器與每一檢光器之間設(shè)置有一運(yùn)算放大器(即0P-AMP)，當(dāng)檢光器檢測到光信號，則對應(yīng)連接的運(yùn)算放大器輸出高電平，否則，輸出低電平；所述緩存器包括一第一緩存器以及一第二緩存器，該第一緩存器用于存儲光導(dǎo)滑車移動前每一運(yùn)算放大器所輸出的結(jié)果，而第二緩存器用以存儲光導(dǎo)滑車移動后每一運(yùn)算放大器所輸出的結(jié)果。較佳的，本發(fā)明提供了一種光反射速度與方向偵測方法，其中，所述處理器在處理光反射方向時包括以下步驟a)初始設(shè)定光導(dǎo)滑車移動前第一緩存器的存儲結(jié)果與第二緩存器的存儲結(jié)果相同；b)處理器將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器；c)當(dāng)光導(dǎo)滑車移動至新的位置時，每一檢光器檢測到反射光后，將其檢測結(jié)果經(jīng)由與每一檢光器連接的運(yùn)算放大器傳送至第二緩存器，并將第二緩存器的內(nèi)容與第一緩存器的內(nèi)容進(jìn)行減法運(yùn)算；d)檢查運(yùn)算結(jié)果及歸零，若運(yùn)算結(jié)果為正，則光導(dǎo)滑車向靠近光源的方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為負(fù)，則光導(dǎo)滑車向遠(yuǎn)離光源的方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為零，則光導(dǎo)滑車無移動；e)顯示光導(dǎo)滑車移動的方向結(jié)果，并于下一次偵測前重復(fù)步驟b、c、d及e。較佳的，本發(fā)明提供了一種光反射速度與方向偵測方法，其中，所述處理器在處理光反射速度時包括以下步驟1)當(dāng)反射光進(jìn)入一檢光器時，將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器，并重置處理器中設(shè)有的累加器，該累加器用以記錄移動過的檢光器的數(shù)目；2)當(dāng)檢測到反射光進(jìn)入與上述檢光器相鄰的檢光器時，更新第二緩存器的內(nèi)容，將其與第一緩存器作互斥或運(yùn)算，若結(jié)果為零，重復(fù)歩驟l，若結(jié)果不為零，則將第二緩存器的內(nèi)容存入第一緩存器，并啟動累加器計(jì)數(shù)；3)判斷累加器計(jì)數(shù)結(jié)果是否為2，若結(jié)果為2，則計(jì)算并顯示速度，若結(jié)果不為2，則重復(fù)步驟l。相較于先前技術(shù)，本發(fā)明所述之光反射速度與方向偵測裝置及其偵測方法，利用光電結(jié)構(gòu)感應(yīng)以提高感應(yīng)靈敏度，無電容充放電恢復(fù)時間，且偵測曲線呈線性。為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造特征及其功能有進(jìn)一步的了解，茲配合圖示詳細(xì)說明如下圖1為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測裝置示意圖圖2為處理器的方框示意圖圖3為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測方法流程圖圖4為本發(fā)明進(jìn)行方向偵測的流程圖圖5為本發(fā)明進(jìn)行速度偵測的流程圖圖6為本發(fā)明進(jìn)行速度偵測的示意圖具體實(shí)施例方式請參照圖1所示，為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測裝置示意圖。其中，所述光反射速度及方向偵測裝置10主要包括一光源101、一光導(dǎo)滑車102、若干第一柵欄103、若干第二柵欄104、若干檢光器105即圖1所示之photodetector(O)至photodetector(7)、一處理器106、若干連接于每一檢光器105與該處理器106之間的運(yùn)算放大器107(即圖1所示之0P-AMP)、一顯示單元108以及一滑車軌道109。此外，再請參照圖3所示，為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測方法流程圖。本發(fā)明還提供了一種光反射速度與方向偵測方法，其主要包括以下步驟步驟300:發(fā)出一沿直線方向前進(jìn)的入射光；步驟310:所述入射光經(jīng)由一光導(dǎo)滑車上的反射鏡反射進(jìn)入若干間隔排列的柵欄內(nèi)的檢光器中，且該光導(dǎo)滑車可沿滑車軌道運(yùn)動；步驟320:檢光器將檢測到的入射光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并傳送至一處理器進(jìn)行光反射速度及方向的處理；以及步驟330:顯示單元顯示處理結(jié)果。其中，所述光源101為一LED光源，發(fā)出一固定波長的紅外線光，且該光源101兩側(cè)分別設(shè)有一第一柵欄103，以防止光源101發(fā)出的紅外線光散色并用以引導(dǎo)紅外線光沿直線方向前進(jìn)。又，所述光導(dǎo)滑車102放置于該光源101—側(cè)，該光導(dǎo)滑車102主要包括一支架1021以及一反射鏡1022，該反射鏡1022固定放置于該支架1021上，且該支架1021底部設(shè)有四個滾輪1023，如此，該光導(dǎo)滑車102可沿一滑車軌道109朝靠近光源101或遠(yuǎn)離光源101的方向運(yùn)動。另外，所述檢光器105位于若干第二柵欄104之間，當(dāng)上述光導(dǎo)滑車102位于一當(dāng)前位置時，一檢光器105檢測到經(jīng)由反射鏡1022反射的紅外線光，且該檢光器105將該紅外線光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將該電信號傳送至與該檢光器105電性連接的運(yùn)算放大器107，則該運(yùn)算放大器107向處理器106輸出高電平，而其余與未接收到紅外線光信號的檢光器105連接的運(yùn)算放大器107則向處理器106輸出低電平。再者，如圖2所示，所述處理器106主要包括一緩存器1061以及一處理單元1062，且該緩存器1061包括一第一緩存器10611及一第二緩存器10612，該第一緩存器10611用以存儲上述光導(dǎo)滑車102位于當(dāng)前位置時上述每一運(yùn)算放大器107輸出的結(jié)果。同理，當(dāng)光滑導(dǎo)車102沿該滑車軌道109由上述當(dāng)前位置運(yùn)動至一新位置時，另一檢光器105檢測到經(jīng)由光滑導(dǎo)車102上的反射鏡1022反射的紅外線光，且該檢光器105將該紅外線光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將該電信號傳送至與該檢光器105電性連接的運(yùn)算放大器107，則該運(yùn)算放大器107向處理器106輸出高電平，而其余與未接收到紅外線光信號的檢光器105連接的運(yùn)算放大器107向處理器106輸出低電平，且上述每一運(yùn)算放大器107輸出的結(jié)果存儲到該處理器106的第二緩存器10612內(nèi)。再請參照圖4所示，為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測裝置進(jìn)行方向偵測的流程圖。若需對該紅外線光經(jīng)由上述當(dāng)前位置移動至新位置進(jìn)行方向偵測，則所述處理器需進(jìn)行以下步驟步驟100:開機(jī)時需初始設(shè)定光導(dǎo)滑車移動前即于當(dāng)前位置時第一緩存器的存儲結(jié)果與第二緩存器的存儲結(jié)果相同；步驟110:處理器將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器；步驟120:當(dāng)光導(dǎo)滑車由當(dāng)前位置移動至新位置時，檢光器檢測到反射光后，將其檢測結(jié)果經(jīng)由與每一檢光器連接的運(yùn)算放大器傳送至第二緩存器，并將第二緩存器的內(nèi)容與第一緩存器的內(nèi)容進(jìn)行減法運(yùn)算；步驟130:檢查運(yùn)算結(jié)果及歸零，若運(yùn)算結(jié)果為正，則光導(dǎo)滑車向靠近光源的方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為負(fù)，則光3滑車向遠(yuǎn)離光源的方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為零，則光導(dǎo)滑車無移動；步驟140:顯示光導(dǎo)滑車移動的方向結(jié)果，并于下一次偵測前重復(fù)步驟IOO、110、120以及130。下列表1為第一緩存器10611的存放結(jié)果表，其用以存放光導(dǎo)滑車未移動前，即位于當(dāng)前位置時每一檢光器的輸出結(jié)果。P7P6P5P4P3P2PlPO0000010表1下列表2為第二緩存器10612的存放結(jié)果表，其用以存放光導(dǎo)滑車移動至新位置時，每一檢光器的輸出結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2由上述得知第二緩存器(00010000)—第一緩存器(00000010)=00001110第二緩存器和第一緩存器相減后得正數(shù)，因此可知光導(dǎo)滑車向左移動。此時，作位移偵測，將上述結(jié)果向右移位直到最小位為1，得00000111，將1相加得3，可獲知光導(dǎo)滑車向左移動3個photo-detector距離，若設(shè)置兩photo-detector之間間距為lcm，則最后可知光導(dǎo)滑車向左移動的距離S為3cm。此外，參照圖5所示，為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測裝置進(jìn)行速度偵測的流程圖。其中，所述處理器需進(jìn)行以下步驟步驟200:當(dāng)反射光進(jìn)入一當(dāng)前檢光器時，將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器，并重置處理器內(nèi)設(shè)有的累加器，該累加器用以記錄移動過的檢光器的數(shù)目；步驟210:當(dāng)檢測到反射光進(jìn)入與上述檢光器相鄰的檢光器時，更新第二緩存器的內(nèi)容，將其與第一緩存器作互斥或運(yùn)算，若結(jié)果為零，重復(fù)步驟200，若結(jié)果不為零，則將第二緩存器的內(nèi)容存入第一緩存器，并啟動累加器計(jì)數(shù)；步驟220:判斷累加器計(jì)數(shù)結(jié)果是否為2，若結(jié)果為2，則計(jì)算并顯示速度，若結(jié)果不為2，則重復(fù)步驟200。如圖6所示，為本發(fā)明所述之光反射速度及方向偵測裝置作速度偵測時的示意圖。N為photo-detector(n-l)至photo-detector(n)的脈波計(jì)數(shù)數(shù)目，可由處理器內(nèi)設(shè)有的定時器來計(jì)算得知，依據(jù)頻率公式T二l/f，得一個脈波的時間T，因此，反射光從photo-detector(n-l)移動至photo-detector(n)所需的時間為T1^NXT，從上述可知，S、N及T三者可得，并依據(jù)速度公式V二S/T1，最后可得速度V，從而利用以上所述光反射速度及方向偵測裝置10完成對紅外線光的方向及速度的偵測。最后，由一與處理器106連接的顯示單元108將光反射速度及方向偵測裝置10對該紅外線光的方向及速度的處理結(jié)果顯示出來'。以上所述者，僅為本發(fā)明其中的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。權(quán)利要求1.一種光反射速度與方向偵測裝置，其特征在于，該偵測裝置主要包括一光源，其發(fā)出一入射光；一光導(dǎo)滑車，其位于該光源一側(cè)，該光導(dǎo)滑車主要包括一沿一滑車軌道運(yùn)動的支架及一反射鏡，該反射鏡設(shè)置于該支架上并反射該入射光；若干檢光器，用以偵測經(jīng)上述反射鏡反射后的入射光；若干柵欄，其位于上述光源兩側(cè)，及分別設(shè)置于上述每一檢光器之間，以隔離入射光；一處理器，其與上述檢光器一一相連，用以接收自檢光器傳送來的光信號并進(jìn)行速度及方向的處理；以及一顯示單元，用以顯示經(jīng)處理器傳送來的處理結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反射速度與方向偵測裝置，其特征在于，所述光源為LED光源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反射速度與方向偵測裝置，其特征在于，所述處理器主要包括若干緩存器以及一處理單元。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光反射速度與方向偵測裝置，其特征在于，所述處理器的緩存器與每一檢光器之間設(shè)置有一運(yùn)算放大器(即0P-AMP)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反射速度與方向偵測裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)滑車的支架底部設(shè)有若干個滾輪。6.—種光反射速度與方向偵測方法，其特征在于，該偵測方法主要包括以下步驟a)發(fā)出一沿直線方向前進(jìn)的入射光；b)所述入射光經(jīng)由一光導(dǎo)滑車上的反射鏡反射進(jìn)入若干間隔排列的柵欄內(nèi)的檢光器中，且該光導(dǎo)滑車可沿滑車軌道運(yùn)動；c)檢光器將檢測到的入射光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并傳送至一處理器進(jìn)行光反射速度及方向的處理；以及d)顯示單元顯示處理結(jié)果。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述之光反射速度與方向偵測方法，其特征在于，所述處理器主要包括若千緩存器以及一處理單元，所述緩存器與每一檢光器之間設(shè)置有一運(yùn)算放大器(即0P-AMP)，當(dāng)檢光器檢測到光信號，則對應(yīng)連接的運(yùn)算放大器輸出高電平，否則，輸出低電平。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述之光反射速度與方向偵測方法，其特征在于，所述緩存器包括一第一緩存器以及一第二緩存器，該第一緩存器用于存儲光導(dǎo)滑車移動前每一運(yùn)算放大器所輸出的結(jié)果，而第二緩存器用以存儲光導(dǎo)滑車移動后每一運(yùn)算放大器所輸出的結(jié)果。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述之光反射速度與方向偵測方法，其特征在于，所述處理器在處理光反射方向時包括以下步驟a)初始設(shè)定光導(dǎo)滑車移動前第一緩存器的存儲結(jié)果與第二緩存器的存儲結(jié)果相同；b)處理器將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器；c)當(dāng)光導(dǎo)滑車移動至新的位置時，每一檢光器檢測到反射光后，將其檢測結(jié)果經(jīng)由與每一檢光器連接的運(yùn)算放大器傳送至第二緩存器，并將第二緩存器的內(nèi)容與第一緩存器的內(nèi)容進(jìn)行減法運(yùn)算；d)檢查運(yùn)算結(jié)果及歸零，若運(yùn)算結(jié)果為正，則光導(dǎo)滑車向靠近光源之方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為負(fù)，則光導(dǎo)滑車向遠(yuǎn)離光源之方向移動；若運(yùn)算結(jié)果為零，則光導(dǎo)滑車無移動；e)顯示光導(dǎo)滑車移動的方向結(jié)果，并于下一次偵測前重復(fù)步驟b、c、d及e。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述之光反射速度與方向偵測方法，其特征在于，所述處理器在處理光反射速度時包括以下步驟1)當(dāng)反射光進(jìn)入一當(dāng)前檢光器時，將第二緩存器的存儲結(jié)果存入第一緩存器，并重置處理器中設(shè)有的累加器，累加器用以記錄移動過的檢光器的數(shù)目；2)當(dāng)檢測到反射光進(jìn)入與上述檢光器相鄰的檢光器時，更新第二緩存器的內(nèi)容，將其與第一緩存器作互斥或運(yùn)算，若結(jié)果為零，重復(fù)步驟l，若結(jié)果不為零，則將第二緩存器的內(nèi)容存入第一緩存器，并啟動累加器計(jì)數(shù)；3)判斷累加器計(jì)數(shù)結(jié)果是否為2，若結(jié)果為2，則計(jì)算并顯示速度，若結(jié)果不為2，則重復(fù)步驟l。全文摘要本發(fā)明提供了一種光反射速度與方向偵測裝置及其偵測方法，該裝置包括一光源，其發(fā)出一入射光；一光導(dǎo)滑車，沿滑車軌道運(yùn)動并反射該入射光；若干檢光器，以偵測入射光；若干柵欄，其位于上述光源兩側(cè)及用以間隔上述檢光器；一處理器，接收自檢光器傳送來的光信號并進(jìn)行處理；以及一顯示單元，顯示處理結(jié)果。該方法包括以下步驟發(fā)出一入射光；所述入射光經(jīng)由一光導(dǎo)滑車上的反射鏡反射進(jìn)入檢光器中，且該光導(dǎo)滑車可沿滑車軌道運(yùn)動；檢光器將檢測到的入射光信號轉(zhuǎn)為電信號，并傳送至一處理器進(jìn)行處理；以及顯示單元顯示處理結(jié)果。本發(fā)明利用光電結(jié)構(gòu)感應(yīng)以提高感應(yīng)靈敏度，不需等待電容充放電，而能節(jié)約時間，且偵測曲線呈線性。文檔編號G01P13/00GK101526547SQ20081002668公開日2009年9月9日申請日期2008年3月7日優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日發(fā)明者邵志勇申請人:佛山市順德區(qū)順達(dá)電腦廠有限公司