ロボカップ姉妹の日常

ステッピー&ロック・オンの姉がロボットとか作りつつ制御の勉強してみたり、部品作ってあそんでみたり…

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PSDによる距離センサについて【第三弾】

前回の記事で、PSDセンサとパルスボールの併用が可能な理由は他にありそうだ……という所まで書きました。
では、PSDセンサの特徴から自分なりに考察していこうと思います。

  • PSDセンサの大まかな仕組み
PSDの大きな特徴の一つは照射した赤外線光の反射光を用いて距離を測るのに、計測対象の反射率(光の跳ね返りやすさ)に影響されにくいということです。
PSD素子は一般的なフォトダイオードと違って“光の当たった位置が分かる”素子です。長方形の素子に光の当たった位置で出力電圧が変化します。
120813.jpg
fck20100929201113676fb7358340723b.png
これを利用して、図(Besttechnologyからひっぱってきた図ですがww)のように、レンズよって絞られたスポット光を対象に当てて、反射されてきた位置をPSDで検知し、距離を計測しているので反射光の量は関係しません。


  • PSDが他のパルス光に影響され難い理由
仕組みの説明でPSDはレンズよって絞られたスポット光を用いていると書きました。
つまり、ボールセンサがPSDの赤外線をボールと誤認するには、スポット状の光が受光部に入らなければなりません。
恐らく、ボールを見るためのセンサを付けた後の余ったスペースにPSDが配置されるので、実際にはPSDがボールセンサの光軸線上に来ることはない思います。
また、仮にPSD、ボールセンサが同じパルスボールの中心を通る平面に配置されたとしてもスポット状の光が受光部に長い時間ずっと入ることは稀なので、無視できるのだと思います。

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【フィルタリング】パルス波のフィルタリング、実用例。【第二弾】

  •   ロボカップにおけるパルス光
実用例として、ロボカップにおけるサッカー用のボール(←赤外線光を出している)と距離の測定によく用いられるPSD(近距離)のパルス光を前回と同じ40kHzのバンドパスフィルターでフィルタリングしてみようと思います。

120809_1.jpg
これはロボカップに使われるサッカーボールが発しているパルス光です。
先に断っておくと、私はサッカー部門の競技者ではないので…(汗)

psd1.jpg
で、こちらが受光素子を介してオシロスコープで観測したPSDのパルス光です。

続きは追記に畳みます。

【フィルタリング】パルス波のフィルタリングについて。【第一弾】

  • そもそものパルス光の用途
パルス光を利用する場合、LEDの瞬間的輝度を飛躍的に向上させて外乱光とのS/N比(信号と雑音の比)を良くすることが目的の一つです。消費電力を下げる目的でもONの比率を小さくする方が有利。
実際にはデューティ比(ON/OFFの比)0.5で使われることは少ないそうです。
Dr.jpg 
↑デューティー比0.5のパルス波形。赤い部分÷オレンジの部分=デューティー比



続きは追記へ。

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