PSD센서를 이용한 근접 장애물 인식 및 충돌회피

소개

이 실험의 목적은 실생활에서 볼 수 있는 자동차 주차, 자동 청소 로봇 등에 활용되고 있는 PDS센서의 원리를 이해하고, AVR Sudio 프로그램을 이용하여 ROBO-CAR 모델에 적용시켜 보고 분석해보고자 한다.

목차

■ 실험 목적
■ 실험 이론
■ 실험 장치
■ 실험 방법

본문내용

1) PSD 센서

위치검출소자(Position Sensitive Device : PSD)는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 pn접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출하는 반도체 소자이다. 적외선을 물체에 발사하여 돌아오는 시간을 가지고 거리를 측정하는 센서이다.
- PSD 센서의 구조 : PSD 센서의 시스템은 광 검출부와 신호 처리부로 이루어져 있다. PSD 센서의 광 검출부는 PSD, 입사광을 PSD 상의 한 점에 모아주는 렌즈, 광원 이외의 외란광(자연광, 형광등광 등)을 제거하는 적외선 필터, 렌즈의 초점을 조정하기 위한 고정부(mounter)들로 구성된다.
PSD는 표면층이 광전효과를 지닌 반도체 소자로 PSD 표면의 한 점에 입사 된 광은 광 전류를 발생시킨다. 발생된 광 전류는 여러 위치에 설치된 전극으로부터 검출하여 연산 처리함으로써 광의 입사위치를 정밀하게 측정할 수 있다.
신호 처리부는 이러한 연산을 아날로그 방식으로 처리하는 부분이며, 입사 된 광원의 위치 정보를 구하기 위해 먼저 PSD의 각 전극에서 검출된 X와 Y의 전류 신호를 각각의 대응하는 전치 증폭기를 거쳐 전압 신호로 변환한다. 이 신호들로부터 정규화된 위치 정보를 구하기 위하여 다음 단에 연결된 덧셈 회로와 뺄셈 회로를 통하여 신호의 합과 차를 구한 후 제산기 회로를 통하여 나눗셈을 취한다.
- PSD 센서의 시스템의 동작 원리 : PSD의 표면에 두 개 이상의 광이 동시에 입사 되는 경우 위치 측정이 불가능해진다. 따라서 시분할(time division multiplexing)기법으로 한 순간에 하나의 광만 PSD에 입사하도록 제어하는 것이 필요하다. 여기서 시분할 기법이란 광원 제어부에서 다수의 광원을 교대로 한 개씩 동작시키는 것을 말한다. PSD 센서 제어부는 원격 제어 광을 광원부로 송신하고 광원부는 원격 제어 광을 수신한 후 적외선 광을 센서부로 송신한다. 센서부는 동작 신호를 받은 후 배경광에 의한 PSD 전극에 나타난 신호를 유지한다.

참고자료

· 없음