如何使用太阳能实现光电导航搬运车的设计论文

　　我们队在这次光电竞赛中所选的题目是《基于太阳能的光电导航搬运车》，要求利用太阳能电池和光电导航技术在6 分钟之内， 绕过规定的障碍物， 运送尽可能多的物体到指定地点。

　　该题目的关键点在于太阳能电池的选择， 以及稳定性好的、可靠性高的、易于实现的光电导航手段。

　　关于太阳能电池的选择， 应考虑的因素包括输出功率、电压、抗干扰能力以及和电源模块的耦合性等。其中， 最重要的一个指标是输出功率。由于，每次搬运重物的数目没有限制，输出功率越高的电源自然能满足更好的小车速度和载重量的要求。目前，利用光电技术进行导航的手段主要有： 激光雷达（LiDAR ）导航、机器视觉（MachineVision） （计算机视觉）导航、红外（IR） 导航、基于激光陀螺仪和加速度计的惯性导航（INS）和其它一些利用光电子器件进行导航的技术等。本系统采用机器视觉进行导航，理由如下：

　　1. 随着人工智能（AI） 和机器人技术的不断发展， 模拟人眼视觉的机器视觉技术在工业、农业和医学等领域里有着非常广泛的应用和发展前景。

　　2. 图像采集技术的发展和数字图像处理算法及速度的日臻完善， 使得视觉定位具有实时性强、灵活度高、定位准、获得的信息量丰富等的特点。

　　1.2 系统设计

　　1.2.1 整个小车系统各个部分的框图

　　1.2.2 各模块功能

　　1． 电源模块为其它各模块提供稳定的电源支持。

　　2． 图像摄取模块负责将光信号转换为电信号，为后续处理打下基础。

　　3． 速度、转向角度实时检测主要是为控制模块提供必要的信息支持。

　　4． 信息处理模块主要负责图像处理算法的实现。

　　5． 控制模块负责整个系统的控制。

　　6． 电机驱动模块实现小车的起动、停止、加速、转向等操作。

　　太阳电池能量转换的基础是结的光生伏特效应。将外电路短路， 则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流。若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P 区，使N区的费米能级比P 区的费米能级高， 在这两个费米能级之间就产生了电位差VOC。可以测得这个值，并称为开路电压。