光电识别技术范文

导语：如何才能写好一篇光电识别技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

除了远方光电切入生物识别领域，LED业内亦有不少企业低调布局这一领域，如台湾大厂晶元光电、亿光电子，国际巨头日亚化、欧司朗，通过加大红外LED技术的研发及市场布局，进入生物识别领域。

近年来，随着技术的进步，在银行等金融领域的内控管理和客户身份认证方面的应用需求更加迫切，且呈逐年上升的趋势，生物识别领域市场散发出诱人的香气。对于正处于红海竞争的LED企业来说，生物识别领域将是一个充满机遇及挑战的细分市场。

生物识别是什么？

生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、指静脉、人脸、虹膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定。现今已经出现了许多生物识别技术，如指纹识别、手掌几何学识别、虹膜识别、视网膜识别、面部识别、签名识别、声音识别等。

随着生物识别技术应用的逐渐普及，应用系统已经从较简单的商业应用级产品（如门禁、考勤等）和消费类产品（如指纹门锁、指纹U盘等）逐渐深化，扩展到涉及公共安全、国家安全及公共利益等中大型系统，如警用指纹与人脸自动比对系统、生物特征护照系统、社会保险系统、出入境管理系统、智能监控、黑名单追逃系统等等。

篇2

基金项目：中南大学本科生自由探索计划项目(Z12029);中南大学大学生创新训练计划项目(CL12294)

作者简介：施鹤远（1993―），男，湖南安乡人，学士生，研究方向：电气自动化。

文章编号：1003-6199(2014)02-0112-03

摘 要：研究基于Cortex-M4芯片的智能车路径识别最优化方案，选用光电传感器作为路径识别的传感器，结合路径识别算法和控制算法对智能车的坡道、速度和停车位等进行优化配置。制作的小型光电智能汽车，通过增加传感器和改进算法实现了路径识别，使小车循着赛道轨迹行进，在遇到坡道、障碍时能够自动作出响应。实际运行结果验证了所做研究的有效性。

关键词：CortexM4;光电智能汽车;路径识别

中图分类号：TP273+.2文献标识码：A

お

Study on Path Identification Optimization of Photoelectric Intelligent Vehicle Based on CortexM4

お

SHI Heyuan,PENG Kai,SHENZhengwei,LINan,LIYin,WANGJik

(School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha,Hunan 410075, China)

Abstract:The paper studies the optimization scheme of the intelligent vehicle path identification based on CortexM4, adopts photoelectric sensor for path recognition, combined with the path recognition algorithm and control algorithm of the intelligent vehicle ramp, speed and parking space allocation. A small photoelectric intelligent car was produced, by increasing the sensor and the improved algorithm to achieve the path identification, the car on the track path, in the face of the ramp, obstacles to automatically respond. The actual results validate the research efficiency.

Key words:CortexM4;photoelectric intelligent vehicle;path identification

1 引 言

智能汽车是主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的汽车。无人驾驶汽车集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物。目前国内对于无人驾驶车辆主要有三大系统支撑：环境感知系统，定位导航系统，控制系统。智能汽车自主通过程序实现驾驶，给人们的出行安全带来更大的保障。其技术涵盖智能控制、模式识别等学科前沿的热点研究领域，研究与应用具有巨大的理论和现实意义。20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家开始进行无人驾驶汽车的研究，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性的进展。美国在无人驾驶技术上应该是全球走得最远的国家，他们在2004年、2005年就已经举办过智能车挑战赛。我国从上世纪80年代开始着手无人驾驶汽车的研制开发，虽与国外相比还有一些距离，但目前也取得了阶段性成果。

由教育部高等学校自动化专业教学指导委员会主办的飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛，已列入教育部主办的全国五大竞赛之一，涵盖了控制、电子、电气、传感技术、计算机、模式识别、机械等多个学科的专业知识，极具挑战性。竞赛使用Freescale半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加电源管理模块、路径识别模块、车速检测模块、电机驱动电路、舵机转向控制及编写相应软件，制作一部能够自主识别路线的智能车，并在专门设计的跑道上自动识别道路行驶［1］。

目前能够用于智能车路径识别的传感器主要有光电传感器和CCD/CMOS传感器，光电寻迹方案的优点是物理结构简单、信号处理速度快，但是前瞻距离有限；摄像头方案的优点是能更早感知前方路径信息，但是信号数据处理较为复杂。由于路径识别在整个控制系统中占重要地位，而且路径识别的精确程度与传感器的选择和数量有直接联系，因此本文针对光电传感系统，讨论路径识别解决方案。

2 系统设计方案

智能车硬件系统如图 1所示，主要包括控制核心(CortexM4)、电源模块、路径识别模块、车速检测模块、电机驱动电路、舵机转向控制模块。

ネ1 智能车系统结构オ

控制芯片选用基于CortexM4高速内核的低功耗处理器，它可以内嵌实时操作系统，和传统的控制方式相比，外设资源更丰富，可满足各类传感器通讯需求，性能更好。CortexM4内核还带有单精度浮点运算单元(FPU)，数据处理能力更强。整车利用CortexM4作为核心控制单元，利用车体前方的光电传感器作为路径识别的传感器，经MCU的I/O处理，控制车体的运动，同时内部模块发出两路PWM波，驱动直流电机对车体进行加减速控制和驱动伺服电机对车体进行转向控制，完成转向、前进、制动等功能，使智能车在赛道上能自主行使。

光电传感器用于检测路面信息，其原理是由发射管发射一定波长的激光，经地面反射到接收管。发射管发射的激光具有一定的方向性，当激光照射到白色表面上时会有较大的反射，如果距离的取值合适，接收管可接收到反射回的激光，再利用红外接收管的电气特性，在电路中处理激光的接收信息；如果反射表面为黑色，大部分红外光会被表面吸收，接收管就难以收到激光。这样，就可以利用红外收发管组成的光电传感器检测赛道黑线，实现智能车的路径识别。由于采用这种机理，实际的比赛或者测试中同样需要对赛道进行合理设计。

计算技术与自动化2014年6月

第33卷第2期施鹤远等：基于CortexM4的光电智能车路径识别最优化研究

3 路径识别算法设计

3.1 跑道设计

跑道的设计应模拟现实世界。在尽量不改变现实世界中公路的前提下，增加智能车所必须的各种标志，要能够完成车子直道不跑偏、弯道能够顺利转、能根据限速信息限速、在交叉口可以自主选择道路等要求。例如采用将跑道抽象为白色，跑道两边粘贴黑色胶带标志跑道边缘，在需要限速的跑道中央连续贴若干不同宽度的黑胶带，交叉口提前引出黑线，十字交叉口全部空白等的设计方法。

3.2 跑道识别

主控模块需能根据激光模块撒到跑道上的点所接收到的状态值判断出跑道的类型，识别跑道类型是主控模块给定各执行机构控制量的依据。跑道类型包括直道、弯道、十字交叉口、普通交叉口、坡道、限速段、停车位等。

将激光分射在赛道两边，同时获取赛道两边的信息。后排传感器有18个发射单元，6个接收单元，我们使用的是1对3的策略。由于激光点间距2CM，故将18个点分为两组，每组9点，使其中5个点在赛道白板上，余下4个点在黑线外面或黑线上。分布示意图见图 2。

赛道位置获取方案［2］~［4］：首先得到前排激光模块接收到的路面信息的18位数据，0代表白色，1代表黑色。通过分阶段穷举算法得到道路偏转方向及偏转角度。具体算法是：

1）将18位数据分为2个9位数据，分别代表左侧信息和右侧信息；

2）再将左侧9位数据3个3位数据，分别穷举3位数据可能的状态。考虑到在道路上的情况，每个点依次有1、2、4种穷举状态。因此9位数据一共需要7*3=21次穷举即可列举尽所有道路信息，列举过程中赋予相应左侧偏差值；

右侧9位数据列举过程类似步骤②，并赋予相应右侧偏差值。

图2 激光点分布图オ

3.3 其它模式识别与控制

坡道：主控模块需能根据激光模块测到前方的点所接收到的状态值判断出前方一定范围内是否坡道。在程序中设置有标志位，若标志位为1，则转入坡道程序进行处理。

限速：主控模块需能根据激光模块测到跑道中央的点所接收到的状态值判断出跑道是否限速，如有，则根据限速值降速行驶，否则自动选择适当的速度行驶。

停车位：主控模块需能根据激光模块测到跑道中央的点所接收到的状态值判断前方是否有停车标志位，如有，则迅速停车。

转弯：主控模块根据激光模块所接收到的跑道状态的偏差来控制转向舵机的控制值以决定前轮转角转角大小，同时给电机控制部分适当的减速，达到转弯的最优路径，使车辆不会冲出跑道，从而使车子在跑道上始终以最优路径行驶。

其中主要是采用智能模糊控制［5~8］。根据获取的赛道信息数据分析有4种情况：①左右信息均非白；②左右信息全白；③左侧信息全白，右侧不为全白；④右侧信息全白，左侧不为全白。

模糊变量选择如下：

1)偏差E为|Br-Bl|，偏差变化率ΔE=|Br-Bl|-|PreBr-PreBl|；

2)偏差E为前20次E的平均值，偏差变化率ΔE为前20次ΔE的平均值；

3)偏差E为Br，偏差变化率ΔE=Br-PreBr；

4)偏差E为Bl，偏差变化率ΔE=Bl-PreBl。

速度：主控模块根据激光模块接收到的跑道类型以及摇头舵机当前转角与理想转角的偏差来控制当前所需的速度，采用PID算法，并能做到加速及时、减速迅速、需要匀速行驶时速度变化在较小范围内。

定位导航：主控模块在识别到十字交叉口时需能根据激光采集赛道信息，当接收管全能接收到信号时，十字弯标志位置位。在识别起跑线是主要采用跳变法，当下排左右两侧同时出现1次以上的跳变（由白到黑或由黑到白）时，便将起跑线标志位梦弧＊

4 实验结果

搭建模拟现实环境的高逼真赛道和硬件稳定、机械精简安全的高性能智能汽车模型，智能汽车能高速稳定安全的运行完整个赛道，并顺利完成蔽障、停车等功能。硬件方面设计好控制电路PCB板并交付工厂加工制作，同时留有一定的余量。传感器的调试需要考虑前瞻性和精确度，方便采集和接收赛道信息，使用IAR System出品的编译器IAR以及硬件程序下载器――JTAG来开发智能小车的软件系统，并通过程序改动来控制小车的运行情况。基于此，开发了一套适合智能汽车运行的最优化的路径识别控制方案，通过调试和改良，具有很高的可移植性和兼容性。

5 结 语

基于Cortex-M4的光电智能车路径识别是近些年来重要的研究方向。本文基于课题Z12029和CL12294，介绍了该研究的概念、方法和应用领域，提出了路径识别的新型研究，接着，阐述了该研究的主要内容和研究方法。该研究使用飞思卡尔32位微处理器做主控芯片，处理速度快且较为准确，通过激光采集赛道信息转变为电压信号，稳定性较好，接受信息量大。同时位置控制算法使用分段综合模糊化采集信息对相关的研究有一定的指导性，跳变法的使用是该研究的一个亮点，对于任何传感器都是适用的，基于此识别起停跑线出错率减少。此外速度控制主要采用PD控制算法，能有效消除抖动，并预测下一步的动作。实际运行结果验证了所做研究的有效性。

参考文献

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［6］ 王击, 罗安, 蔡自兴. 智能控制在时滞系统中的算法研究［J］. 基础自动化,2001,8(6):4-6.

篇3

公司具备很好的成长性，每一款产品都极具竞争力，早期的色选机产品在国内市场份额30%以上，而近年来推出的牙科CBCT机正逐步实现进口替代，未来其在医疗影像、食品安全检测等多个领域都将大有作为。从传统的色选机到新兴的移动医疗业务，公司通过自己在光学识别领域深厚的技术积累，在享受高毛利的同时，也在快速切入广阔的蓝海领域。

美亚光电传统色选机业务仍有亮点：大米色选机行业非常成熟，未来将保持5%-10%的增长，盈利能力有望受海外需求增长拉动得到持续提升；而杂粮、茶叶色选机的渗透率仍然较低，未来几年内有望保持15%-20%的较高增速。

公司凭借传统大米色选机等可见光识别设备成功延伸至牙科CBCT产品，成功实现了在光学识别平台上的产品升级转型。公司从年均50亿的市场（年销售2万台*25万元），新增了一个理论年均40亿的市场。

在此基础上，公司与春雨医生合作，从卖设备转为平台服务，市场空间进一步拓展。公司从单一CBCT产品完善至口腔医疗产业链，构建口腔移动医疗平台，并且远期合作打造多科室远程医疗平台。短期内有望增加CBCT销量（目前预计2014E120台/2015E200台，合作后春雨医生将向口腔科潜在用户进行疾病教育并精准推广各美亚光电签约口腔医院或诊所，实现患者、口腔医院或诊所、以及美亚光电的多赢局面），长期将形成医疗大数据、远程医疗平台的深度合作。这样从理论年均90亿市场（色选机+牙科CBCT），新增加了预计超过125亿元的市场。

篇4

为此，赞华公司联合富士通与国家有关部门成立三方项目小组，保持密切的合作和配合。

在项目期间，赞华动用了集团分布在全国的33个技术服务中心，组织调动了100多个资深的工程师到340个地市第一线。在富士通的协作下，赞华顺利完成了近4000人次天的专业培训、现场安装、集成和现场培训，以及800热线7天×24小时支持服务和现场服务。光电录入系统的系统管理、图像扫描、OCR识别、校对审核、数据管理、图像管理、业务管理和进度监控、工作任务管理子系统运行顺利，使农普采集到的5亿多张纸质原始文本全部安全可靠正确地由光电扫描仪录入和存储。

据统计，各地上报国家有关部门农普原始数据量约300GB，上报的扫描图像数据合计40TB。赞华和国家有关部门一起对20万条抽样的普查表数据进行了人工复录和光电录入比较，光电录入的误差率是人工复录的十分之一。在与富士通紧密沟通和协作下，整个项目得以顺利完成。

篇5

【关键词】STC89C52RC；智能小车；超车；红外收发管；光电传感器

一、系统方案

1.1 功能与要求

1.1.1 功能

甲车车头紧靠起点标志线，乙车车尾紧靠边界，甲、乙两辆小车同时起动，先后通过起点标志线，在行车道同向而行，实现两车交替超车领跑功能。跑道如图1-1。

1.1.2 设计要求

（1）甲车和乙车分别从起点标志线开始，在行车道各正常行驶一圈。

（2）甲、乙两车按图1所示位置同时起动，乙车通过超车标志线后在超车区内实现超车功能，并先于甲车到达终点标志线，即第一圈实现乙车超过车。

（3）甲、乙两车在完成（2）时的行驶时间要尽可能的短。

（4）在完成基本要求后，甲、乙两车继续行驶第二圈，要求甲车通过超车标志线后要实现超车功能，并先于乙车到达终点标志线，即第二圈完成车超过乙车，实现了交替领跑。甲、乙两车在第二圈行驶的时间要尽可能的短。

1.2 系统分模块比较与论证

本系统主要由车体、控制器、电机驱动、红外收发传感器、无线收发模块、测距模块组成，现做比较分析如下。

1.2.1 车体的选择比较

方案一：采用四轮双电机电动车。这种电动车具有灵活性和体积较小的优点。但是一般的说来，它还具有如下缺点：首先，这种电动车结构简单，车轮较小而且容易与赛道表面打滑，虽然能够通过两个电机来实现转向，但是不容易控制。其次，这种电动车一般都是两个直流电机通过联轴器带动小车，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。

方案二：采用带舵机的电动小车。前端加舵机的电动小车可以精准的控制其转弯方向，能较好的完成题目赛道里的转弯要求。但是舵机小车的转向需要通过MCU对光电收发器进行信号采集，通过处理分别发送给电机和舵机从而控制小车的前进。其优点是转弯精确，能较好的完成转弯路径的实现，但相对其他类型小车成本高，控制较复杂。

方案三：采用履带式电动小车。选择RP5底盘的小车，它是大功率坦克车体，采用带电感的大扭力260马达，组合斜齿+金属齿，形成大扭力系统，具有动力性能强、底盘稳定性高、可原地转圈、转弯灵活精确等特点。履带小车可以完成本次题目的要求，达到转弯灵活，转弯角度可调，可满足小车运行平稳等要求，而且控制两个直流电机相对简单。

综上，选择方案三，使用RP5底盘履带式电动小车。

1.2.2 控制器的选择比较

方案一：采用凌阳公司的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。

方案二：采用宏晶科技公司的STC89C52RC单片机作为主控制器。本款单片机是单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S），针对电机控制，强干扰场合。其编程下载使用较方便，而且能够完成对本题目要求较简单的控制。

51单片机控制简单，下载使用方便。其处理能力能够满足本题目的要求，故采用方案二。

1.2.3 红外收发传感器模块的选择比较

方案一：使用红外发射和接收管制作红外收发电路，红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。输出的高低电平通过电压比较器可以得到单片机可以识别的信号，从而进行控制。这样自己制作组装的寻迹传感器基本能够满足要求，但是工作不够稳定，且容易受外界光线的影响。

方案二：采用TCRT5000型光电对管模块。传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；当无检测黑线出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时输出端为高电平。此红外收发模块运行稳定，感应灵敏，可以使单片机采集信号后对小车进行很好的控制。

为使红外收发管感应黑色胶布线保证灵敏从而控制小车，使用方案二的TCRT5000红外收发模块。

1.2.4 电机驱动模块的选择比较

方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

方案二：对于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。

为使电机稳定运行，能够灵活控制小车行进，选用方案一。

1.2.5 避障和牵引模块的选择比较

方案一：采用超声波测距避障。超声测距是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。

方案二：采用激光、雷达、摄像等复杂方式测距避障，可以得到精确的距离，但本题并不要求能够得到两车间精确距离，而且控制电路过于复杂，较难实现。

方案三：采用E18-D80NK光电传感器进行避障，这种光电开关具有良好的开关特性，输出测量障碍物距离可调，可自己设置感知物体的距离。在输出端上拉10K电阻后得到5V电压，方便单片机进行控制。

综上，本系统通过避障模块实现的功能是防止撞车的发生而且保证两车间距离，不需要得到精确的距离值，故可以采用方案三，选用E18-D80NK光电传感器进行避障。

1.2.6 总体方案设计与比较

方案一：利用赛道的固定性，采用单片机控制两个小车精准转弯，按赛道和题目要求，严格按照规定好的路线进行两个小车的行进，如转弯和进、出超车区；同时两车间利用无线模块进行通信，通过调节速度实现两个小车的超车；通过光电开关可以进行避障防止撞车发生。此种方案程序复杂，容易受赛道、小车性能等因素干扰，很难实现。

方案二：利用红外反射发送接收开关，使小车在赛道内能够识别边界线、起点/终点标志线、转弯标志线等黑胶带线，从而可以循迹和转弯行进，完成题目要求。此种方案能控制小车按照赛道边缘行进，但在超车区进入和外出部分容易掉出赛道，同时两车进行超车时，单纯利用循迹很难实现。

方案三：综合以上两种方案，在小车的红外收发管检测到转弯标志线车区的信号时，小车按照固定的程序进行相应的行进如转固定角度的方向。同时，可利用红外收发管检测赛道内、外边线，防止小车走出赛道。两车进行超车时，利用无线模块进行通信，调节各自速度，同时有光电传感器的保证两辆车间的距离，使超车安全稳定的完成。此种方案可以完成小车在行车道的行走，并在超车区及附近安全行驶。

综上所述，方案三能够相对完整、稳定的完成题目提出的各项要求。

1.2.7 系统方案确定与系统结构

进过反复论证与实际测试，最终确定系统方案如下：

（1）小车车体采用RP5底盘履带式电动小车两个；

（2）采用STC89C52RC单片机作为系统控制器；

（3）用TCRT5000红外传感器作为光电收发模块；

（4）L298N作为直流电机的驱动芯片；

（5）E18-D80NK光电传感器进行避障和牵引；

二、系统理论分析与计算

2.1 信号检测与控制分析

2.1.1 黑胶带线的检测

小车对黑胶带线的检测是通过接在前端的三个红外收发管完成的，分别标记为左、中、右红外收发管，三个传感器共同工作完成小车的定位和标记识别。对应信号的小车位置和相应动作如表2-1所示。

表2-1：对应信号的小车位置和相应动作

左管 左中管 右中管 右管 小车位置 小车相应动作

× × × × 行车道 正常前进

√ √ √ √ 起点 不动作

转弯标志线 进行转弯

超车标志区（第4条） 进入超车区

√ × × × 跑道内边界 向右调整

× × × √ 跑道外边界 向左调整

2.1.2 前车识别检测与超车

对于小车的超车功能，前车在进过超车标志区后，进行减速缓慢行驶，后车也通过超车标志区后，用光电传感器E18-D80NK对前车进行检测，如果单片机识别到10cm距离的前车，则开启超车程序，在超车区完成超车。

2.2 两车之间的通信方法

两车要完成互相超车的行为，必须进行通信，才能即时的对被超过的车进行控制。甲车进入超车标志区后，进行减速前进，待乙车也进入超车标志区，光电传感器检测到甲车后，按固定路径超车；随后超车完成后，乙车成为前车，再通过甲车前端的光电传感器使其恢复原速前进，从而完成一个超车的过程。

三、电路与程序设计

3.1 电路设计

3.1.1 红外收发管电路设计

TCRT5000红外对管模块采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，输出的高低电平通过电压比较器可以由单片机识别，从而得到传感器信号。传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平。

3.1.2 光电传感器电路

E18-D80NK模块是开关电路。集发射与接收于一体的光电传感器。输出端口接上拉电阻可输入至单片机I/O口，进行障碍物的信号检测。

3.1.3 电机驱动电路

电机驱动采用L298N驱动电路，由单片机P1口接四路输入和两路使能信号，从而控制两个电机进行正反转。

3.2 程序设计

程序流程图如图3-1。

四、测试方案与结果

在自制的标准赛道上，将两只小车分别置于起点，小车启动后，均可行进，能完成一圈的行走，最后回到起点。通过观察和测试得到两个小车直行速度不同，一快一慢。这样的情况导致甲、乙两车在多圈互相超车时，不能控制间距，直接导致发生碰撞。因此采用在快车前部、后部和慢车前部安装光电传感器，使得两车间距能够保持一致。这样第一圈和第二圈的软件设计可以得到循环使用，达到多圈互相超车的控制。

测试可得，系统俩只小车能完成各个模块的功能，如检测黑线不出赛道、光电传感开关防止撞车、进入超车区进行超车并继续行进等，但由于赛道材质等原因，超车动作不能稳定实现。

参考文献

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作者简介

薛鹏，男，1989年生，东北大学信息科学与工程学院，检测技术与自动化装置硕士研究生，研究方向：生产过程参数测量与优化控制系统

安哲，男，1989年生，东北大学模式识别与智能系统硕士研究生，研究方向：控制系统设计及半实物仿真

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关键词： 多信息融合； 公交客流； 特征提取； 动态数据

中图分类号： TN911.2?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）15?0127?03

Design of passenger flow detection system based on multiple information fusion

LI Chan， ZHANG Yong?qiang， LIANG Zhi?jie， CHEN Fei， TANG Hong?chao

（Unit 63778 of PLA， Jiamusi 154000， China）

Abstract： According to the current development situation of passenger transport statistics in China， a passenger information system which integrates pressure sensor and infrared sensor is designed. The real?time passenger number in bus lines is obtained by matching， analyzing， processing the pressure data and time?sequence data， and extracting their features. Experimental results show that the passenger flow statistics data have high accuracy. Compared with the traditional method， it integrates much more information， can provide more detailed and accurate dynamic data， and has more important significance for the public transportation intelligent scheduling， bus line setup， optimization and bus storp setup.

Keywords： multiple?information?fusion； public?traffic?passenger?flow； feature extraction； dynamic data

0 引 言

随着统计分析技术和计算机技术的不断发展，即时、可靠的客流量信息已经成为可能。同时客流信息对现代公交的智能化调度也显得日益重要，实时准确的客流信息的重要性更加不言而喻。目前，公交客流信息采集在实际中大多依靠人力或采用基于红外对射遮挡或者压力传感器技术的自动客流统计系统来采集客流信息。由于凭借红外或压力传感器的客流统计系统对于乘客特征的描述过于简单，因此其针对客流高峰期的拥挤混乱状况无法取得令人满意的效果，一般准确率只有60%～70%。因此，从长远看， 采用多种方法融合是客流检测技术的发展趋势，本文从实际课题出发，首先提出了系统的整体设计，然后对采集到的人体在上、下两种方式下的不同压力数据及曲线进行分析，利用采集到的时序数据进行辅助分析、提取特征，最后采用支持向量机的方式得到实际的上下车人数和方向。

1 系统框架

公交车是一个人流比较集中的环境，公交公司往往需要了解各条线路在各个站点，各个时间段的客流信息，只有根据这些信息才能做出车辆调度和线路改变等经营决策，目前这些信息的获得大都是依靠司机常年的经验和所见所闻，有很大的人为因素，如果能用计算机实现乘客信息的自动统计，将会大大减少这些因素的影响，获得准确丰富的客流信息。然而公交车处于一个不断移动的环境，周围的环境也在不断的变化，开关门的时机也比较不好掌握，因此根据上述特点，构造了模拟公交车上下车的客流信息统计系统，系统框图如图1所示。

可以看出这是一个循环处理的过程，当开门信号到来时，上位机开始接收从下位机传过来的压力和时序数据；当关门信号到来时，停止采集数据，开始处理采集到的数据，得到上下车的人数。采集的数据可以选择存储到硬盘和数据库也可以选择不存，清空缓存，等待下一次的数据。一般来说，数据采集的时间也就是乘客上下车的时间远小于数据处理的时间也就是两站之间公交车行进的时间，因此进行数据处理的时间比较充足。考虑到上下车乘客比较拥挤的情况，增加了两个红外光电管，两个红外光电管工作原理相同，当光电管被遮挡的时候记录被遮挡的时间，然后检测直到光电管不被遮挡，记录遮挡终止时间，该过程为光电管的一次采集周期。压力传感器的时间信息是指压力传感器A/D值大于阈值，开始采集保存的时间为压力传感器的起始时间，然后检测直到采集值小于采集阈值的时刻，记录为压力传感器的终止时间，该过程为一次采集周期。这里用到的时间为系统启动时开始的中断计数值。压力传感器的时序是伴随着压力数据的一次采集周期来记录的，两个光电管通过中断的方式来保存信息。采集时序信息主要就是结合压力数据进行在上下车拥挤的情况下上下车人数的判断，另外根据人体经过压力踏板的曲线分析抽取不同特征点进行分析，得到乘客经过踏板的行走方向。

图1 系统框图

2 系统设计与实现

2.1 硬件设计

客流信息统计系统的硬件部分是模拟公交车的实际环境进行构建的，首先构建了一个三级的台阶，在三级台阶的中间一层加入一个带模拟量输出的压力传感器，这样就可以产生一组完整的压力变化数据，由于对模拟数据进行分析和保存不方便也不可靠，所以将压力传感器的模拟量输出与C51单片机的A/D输入端相连，人体通过压力传感器时所产生的压力变化由电压的模拟量转化成数字量进行存储和分析。实验过程由单片机来控制压力传感器，以固定间隔对人体垂直方向的足?地接触力进行采样。采集的模拟量进行A/D转化，取得压力值，存储数据，上传到上位机，通过上位机对采集数据进行图形化分析。

2.2 软件设计

客流信息统计系统的软件部分是在Windows平台下用C++语言开发的，主要负责对接收过来的压力、时序数据进行图形化显示和分析，提取特征量，支持向量机的模型训练，最后得到上下车的人数和方向。主要功能模块有参数设置、数据采集、数据处理、结果展示等四个部分。主要实现的功能如下：能够调节压力踏板高度、光电管间距等参数，观察其变化对实验结果的影响；能够实现与串口的通信，数据的采集以及与下位机的指令传输功能；可以实现数据的存储和查询，并对选定数据进行预处理，预处理的算法更变，并能够实现不同算法间的对比显示，最后对经过预处理的数据进行模型的训练，得到预测结果即上下车人数。在功能上基本可以满足实验人员对数据的分析、处理，对比实验结果的要求，并通过整个上位机模块的实验来确定参数的设置，算法的选定，修改最终的识别方案。整个设计流程如图2所示。

图2 系统软件设计流程图

3 实验数据分析及实验结果

在整个实验的阶段，针对不同的设备参数，不同的特征的人体采集了大量的实验数据，通过对这些数据的分析，选出最优的参数设置值，不同特征（重量，身高）的人体对曲线大致波形没有明显的影响，影响的只是波峰值，波谷值的高低。另外考虑到公交车的实际上下车情况分别采集了单人上、单人下、双人同上、双人同下、双人交叉等情况的数据，其中针对单双人数据寻找界点进行精确切分，在采集压力数据的同时，采集两组光电时序数据，切割后对压力数据进行匹配。实现对数据的精确切割。15组单双人数据在这5种情况下的压力曲线情况如图3所示。

通过对比实验数据，经过压力、时序数据的分割、匹配，可以得到单条的上或下踩踏数据（即总的人数），经过去噪，时序数据与压力数据的切割与匹配，整理分类，对比分析等预处理，发现人体在上下车时的压力曲线具有明显的特点，且符合一定的规律。下面以单人上下车的情况为例进行简单叙述，如图4，图5所示。几幅图分别显示了不同人体上下车的情况，图中纵轴为压力，横轴为时间。

从图3中可以明显地看出人体在上、下台阶两种不同状态下的压力曲线变化各有规律，并且两种状态下压力的变化在一定程度上有明显区别。因为人体在通过压力踏板的时候，用力的过程基本是一致的，不同的个体影响的只是曲线峰值的大小，基本的波形不会改变。而且，通过对数据的分析还发现人体在速度不同时其压力变化不同。从对两图的比较中可明显看出，图4的第一个峰值一般情况下会出现的比图5晚，并且峰值与谷值之差与图5相比较小。一般情况下，图4中前后出现的两峰峰值相差不多，而在图5中第一个峰值多数大于第二个峰值。这些区别正好为笔者提供了区分上下车的方向提供了方法。因此，笔者采用模式识别方法中简单的模板匹配方法，提取如下几个主要的特征来区分人体在上下台阶时的行进方向：

（1）数据的第一个峰值[F1]及其出现时间段[T1；]

（2）数据的最后一个峰值[F2]及其持续时间段[T2；]

（3）第一个斜率[R1]和第二个斜率[R2]（本文中将第一个峰值和持续时间比称为第一个斜率，而同理，最后一个峰值和持续时间比称为第二个斜率）；

（4）第一个峰值和最后一个峰值大小的差[F3；]

（5）第一个斜率和第二个斜率比[R3。]

图3 15组单双人压力曲线

文中将这8个特征作为输入向量的8个列，每一组输入向量均由这8列参数组成。经过对支持向量机进行大量的实验，发现用sigmoid核函数识别率比较高，因此采用该核函数进行训练，将特征提取后的8维特征向量作为输入，以特定的一维向量，即{1，-1}，其中1表示上，-1表示下，作为输出向量。

笔者采用大量的采集（>100组）数据进行训练，得到一个较好的模型，用此模型对后续采集的数据进行识别。发现总体识别率保持在94%附近，排除公交车实际环境的影响，采用更进一步的去噪算法，识别率也能保持在90%以上，对比于其他的方式，笔者提出的客流检测方法有比较大的发展空间，而且针对相关算法的不断改进，还有进一步提高识别率的空间，目前，针对单人、双人等正常状态下的识别过程都已得到解决，笔者正在对双人交叉且比较拥挤的状态下的数据进行特征点的提取与分析，此时，如何对参考时序数据进行特征的分析与提取将是解决问题的关键，相信不久就会解决这一难题，进而将此方法推广应用到实际的智能公交系统中。

图4 单人上车时力?时间曲线

图5 单人下车时力?时间曲线

4 结 语

针对智能化的公交调度问题，构建了一个应用于公交系统的人流量统计系统。在得到一定预期效果的同时，也发现了一些不足的地方，当单人、双人在上下车环境较好的时侯可以很好的判别出其方向及人数，当有很多人呈拥挤状态经过踏板时，虽然加入了红外光电管辅助进行数据的分析，但是由于噪声的影响，还需要进一步寻求更适宜的算法对其进行去噪处理，进行时序数据的分割以及特征的提取，暂时还不能得到很高的识别率。如何对这种情况进行区分判断，是进一步需要努力的地方，这也是今后研究的难点。

参考文献

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[6] 范海雁，鲍圣捷.公交线路客流统计方法及其应用[J].交通与运输，2009（z1）：120?122.

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关键词 海洋；测绘；CCD技术

中图分类号P2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）122-0087-02

CCD技术在海洋测绘中的应用，可以采用远程图像传输监测技术对海洋的图像进行数值化处理，能够有效把握流水的速度和方向，当海洋在温度较低的情况下形成聚集冰块时，利用CCD技术可以拍摄流冰的密度和类型，这种技术为海洋监测提供了科学的依据。

1 CCD技术概述

1.1 CCD技术的具体特点

CCD技术具有较高的分辨率，在使用过程中噪音较低，具有较高的敏感度。使用这种技术进行测量不会限制到测量人员的动作范围，线性曲线较好，进行光电转换的效率相对较高，在微光下可以正常进行测量和摄像。此外，其本身的体积较小，方便测量过程中的操作，具有光谱响度广、测量精度高等特点。在应用的过程中不会引入附加误差。

1.2 CCD技术的工作原理

CCD技术是一种半导体的表面器件，其存储和传递信息的形式主要是以电荷包进行传递，主要组成部分是许多以阵列方式排成的MOS电容器。每个MOS电容器都可以作为一个光敏元，工作时利用光射到MOS电容器的作用使得一部分电子被吸收到势阱中，势阱中的电子会以光的形式注入电荷，通过电子数目的多少可以反映出光的强弱，不同强度的光线说明了图像明暗程度的不同，利用MOS电容器在一定程度上能够实现信号的转变，主要是由光信号向电荷信号转变。将MOS电容器中的光先注入到电荷中，然后使用特殊的仪器取出部分进行检测，对这些光进行处理就可以得到视频和图像等信息。注入到电荷的光还要按照一定的形式进行计算，以确保注入程度能够满足测量的具体要求。

1.3 CCD器件的主要种类

CCD器件的分类方法有多种，从海洋测绘应用角度可以将其分为两种，即线阵和面阵，其中线阵CCD主要指的是光敏元以线形方式进行排列。可以将线型分为两种，一种是直线型，另一种是曲线型。典型的线阵CCD器件有TCD1206UD，组成部分是2160个沿直线排列的光敏元，这些光敏元阵列的总体长度为33mm。此外，CCD器件中还具有环行线阵CCD，主要由720个光敏元组成，具有说明性的环行线阵CCD是PO072B，每个光敏元中的光电二极管均匀分布在圆周的上面，光敏元所占的角度是0.5度。从形式的排列上看除了线阵CCD以外还有面阵CCD，主要是以面的形式进行光敏元的排列。面阵CCD可以直接接收二维光信息，主要的代表物体是TCD5130AC，这种设备具有较高的有效像元数和较大的像敏面积。

2 CCD技术在海洋测绘中的应用

2.1 CCD技术在海洋水下摄像中的应用

在海洋测绘过程中，需要对海洋下面的具体物体进行图像采集时，可以使用CCD面阵进行图像采集工作。这种技术开始于20世纪80年代，产生于外国的海洋物质研究，首先是美国等一些国家在载人潜水器上面安装摄像机对水下的情况进行勘探，实施水下救生等作业，取得了较大的成果，曾经在4000m深的海洋发现了稀有矿物。之后是墨西哥石油泄漏事故的发生，英国的一些海洋勘测人员使用水下摄像机对海底的具体情况进行拍摄，监督石油泄漏情况，通过勘探和摄像制定了有效的堵漏方案，并将制定的方案实施。随着水下摄像的发展，我国的水下考古人员也利用摄像机进行水下考古作业。起初使用这种技术时受到多种因素的影响，无论是照明度还是分辨率的影响都使得水下摄像没有较好的清晰度。

2.2 CCD技术在海底地质取样中的应用

CCD技术在海底地质的取样调查中起着较为重要的作用，是海底调查的重要手段。传统的取样中取样器不具备摄像功能，取样人员在取样过程中通常是根据自身的知识或测量仪器等具有声音的设备对海底的深度进行判断，使用这种方法虽然可以对一些地质构造较为复杂的地区进行采样，也可以对一些特定的目标区域进行采样，但是在采样过程中不可避免地会因操作不当导致采样器出现不同程度的损坏。由于CCD技术具有一定的可视性，在采样过程中可以避免不可控盲采事件的发生，可以清楚地看见采样点的位置和原始样本的附存情况，对采样过程中海底出现的动静也能够观察清楚。对于海底表层难以进行取样的物质不需要取样，可以通过视频拍摄的方式观察，从而精确判定它的地质类型。当研究人员需要获得深度的海底样品时，可以通过拍摄的视频操控取样器，有效提高海底作业的

效率。

2.3 CCD技术在水准点联测中的应用

CCD器件上具有电子水准仪，可以对水准点进行测量。电子水准仪是在自动安平水准仪的基础上发展的，这种水准仪上面具有条码标尺，在测量过程中可以将望远镜对准条码标尺。标尺的条码具有两方面的作用，一方面可以通过分光镜在光电传感仪上成像，另一方面可以在望远镜分化板上成像，通过对这些形成图像进行处理，可以自动给出标尺的读数，最后实现自动测量。

2.4 CCD技术在潮水测量中的应用

CCD技术可以对潮水进行测量，主要方法是在水中竖立特制水尺，在海岸边固定光学测量仪器，定时对水尺和海面图像进行摄像，使用自动识别的功能可以对海面上的水尺位置进行判别，从而得到出水位。在测量过程中采用的水尺和电子水准仪的条码不同，主要是为了清楚地识别测量图像。使用这种技术关键是对水尺和水面进行识别，对水尺的识别属于静态图形的识别，主要是对尺码图形的迅速识别，然后得出码单元的像素值。而水面识别属于动态识别，通过水面和水尺的灰度差识别多种图像。

3结论

在海洋测量中，由于受到不同使用环境和检测目标的影响，测量图像在处理过程中也会有所不同，CCD技术可以对各种测量图像自行处理，来获取图像的特征和需要的要素。现阶段大多数的CCD技术在测量过程中可用来监视水中的各种动态，人眼直接对各种图像进行监视，来辅助测量工作的实施，但获取的信息是的一定限制的。在侧量过程中还需要根据实践经验来完善这种技术，使其能够满足全天候连续作业的要求，在以后的测量中发挥更好的作用。

参考文献

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关键词：传感器技术；机电控制系统；概况；智能建筑

一、传感器技术的概况

传感器是指能感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。我国国家标准（GB7665-2005）对传感器的定义是："能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置"。传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。作用：利用物理效应、化学效应、生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。

二、传感器在机电控制系统中的应用

1、机器人的传感器应用

工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。

2、机械加工过程的传感检测技术

（1）切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等，而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却液的流量等。

（2）工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。它们多数以工件加工质量控制为目标。20世纪80年代以来，工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，同时还要求辨识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。此外，还可以利用工件识别和工件安装监视传感待加工毛坯或工件的加工裕量和表面缺陷。完成这些识别与监视将采用或开发许多传感器，如基于TV或CCD的机器视觉传感器、激光表面粗糙度传感系统等。

（3）刀具（砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度（按磨钝标准判定）或出现破损（破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称），使它们失去切（磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时，称为刀具/砂轮失效。工业统计证明，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/5-1/3.此外，它还可能引发设备或人身安全事故，甚至是重大事故。

三、传感器在智能建筑机电设备控制中的应用

智能建筑的机电设施系统很多，包括供配电照明系统、空调系统、给排水系统、电梯控制系统等。传感器在其中都得到广泛的应用。如空调系统中大量的温度、湿度传感器，给排水系统中的流量传感器等。这里主要介绍传感器在电梯控制中的应用。

以轿厢式电梯为例，电梯由轿厢、曳引机构、导轨、对重、安全装置和控制系统组成。其控制包括拖动系统的控制和操控系统的控制。后者指对来自轿厢、厅站、井道、机房等外部控制信号的分析、判断和处理。

1、选层控制

乘客进入轿厢后，会在控制面板上键入所要到达的楼层数字，控制电梯的电脑必须知道电梯所在的位置，才能正确指层，选择减速点，正确平层。一般电梯都采用光电脉冲编码器来实现测距。

曳引电动机旋转后，编码器即输出脉冲，脉冲数正比于电梯运行的距离。例如，电梯上行到3楼，设3楼距地面对应9000个脉冲，减速点设定在7000个脉冲，当电梯从地面（设为零点）往上时即开始计数，当计数到7000个脉冲时，发出减速指令，于是电梯慢速上行，当计数到9000个脉冲时，发出停止指令，电梯便停在3楼层面。

2、入口安全保护

电梯门有层门和轿门两扇，并在停靠层同时开闭。层门固定设在每层入口处，轿门设在轿厢靠近层门的一侧随轿厢升降。开关门时，为保证乘客或货物的安全，电梯门的入口处都有保护装置。

光电式保护装置是在轿门边上安装两道水平光电装置，选用对射式红外光电开关，对整个开门宽度进行检测。在轿门关闭的过程中，只要遮断任一道光路，门都会重新开启，待乘客进入或离开轿厢后才继续完成关闭动作。

超声波保护装置一般安装在轿门的上方，如图1所示。在关门过程中，当检测到门前有乘客想进轿厢时，则门会重新打开，待乘客进入轿厢后再关闭。

防夹条是当发生乘客的手或脚还未完全进入轿厢，光电、超声传感器未起作用时，手或脚就有被轿门夹住的危险，这时必须立即重新打开轿门。在两扇轿门的边沿。各安装了一根防夹条。防夹条内部有两根距离很近的金属条，其长度与轿门相等，外面用柔软的橡胶包裹。当乘客被夹时，两根金属条发生短路，向电梯的控制系统发出报警信号，轿门和层门立即微开一段距离，待报警消除后再重新关闭。

四、结束语

综上所述，传感器技术是实现自动控制、自动调节的关键环节，也是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能；其水平越高，系统的自动化程度就越高。在一套完整的机电一体化系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测出并转换成易于传送和处理的信号，我们所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法正常有效的工作。

参考文献

[1] 孙术杰. 传感器技术在机电一体化中的应用[J]. 科技致富向导. 2012（32）

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早在2010年，在智能手机方兴未艾之际，以莱宝高科、欧菲光、宇顺电子为代表的手机触摸屏概念公司曾掀起一波独立于大盘的快速上涨行情，龙头股均出现翻倍涨幅，可以说是当年最牛的板块之一。同时，智能手机的快速普及也体现在上市公司业绩上。以欧菲光为例，2011年～2014年公司营收连续4年实现翻倍，可见其爆发式的增长速度。

但到了2015年，随着智能手机的普及，手机行业增速开始放缓，曾经的龙头企业也受到很大冲击。从业绩上看，莱宝高科三季度归母净利润亏损1.3亿元，同比下降602%;宇顺电子仅盈利200万，同比下降83%。相比之下，欧菲光通过转型摄像头等产业，缓解了主业下降带来的风险，但由于触控业务营收占比较高（75%）及汇兑损益等因素，公司自2015年开始业绩也出现了一定下滑，三季度归母净利润同比下降34%。

手机产业趋于饱和，行业竞争加剧，公司将何以应对？转型摄像头业务当前的经营状况如何？为了帮助投资者更好地了解公司的经营情况，《投资者报》记者于近日致电且致函公司相关负责人，并收到了相关回复。

触摸屏主业下滑

智能移动终端目前已出现饱和甚至衰退的趋势，2015年上半年，中国手机市场整体呈下滑态势，市场规模约为1.88亿部，同比下降14.3%。面对如此困局，主营触摸屏业务的欧菲光也未能幸免。

据Wind数据显示，前三季度欧菲光实现营收132亿元，同比减少5.3%;归母净利润约3.5亿元，同比下滑34.2%。《投资者报》记者发现，相比于二季度（营收4.5%/归母净利-15.4%），业绩下滑的幅度正在加剧。

对此，公司解释称：“传统产品随市场竞争和行业盈利情况出现正常的阶段性回落。营收规模同比有所下降，主要是由于部分液晶模组由自购改为客供所致;同时，汇兑损失是造成三季度净利润下滑的主要原因之一;此外，新产业研发和开办初期费用高，综上，公司三季度业绩并非加速下滑。”

那么，面对主营业务下滑的风险，公司将如何应对呢？

公司回复称：“面对触摸屏行业增长放缓的压力，公司将通过内部成本优化控制，持续保持良好的竞争优势;通过摄像头模组业务的提升弥补触摸屏业务的下滑风险，优化业务结构;同时公司指纹识别产品业务正保持良好发展势头，未来预计将是公司的另一利润增长点。”

加速切入新业务

摄像头、指纹识别等新业务是欧菲光未来的重要利润增长点，其中摄像头业务发展最快。

从公司中报来看，摄像头业务实现营收20亿元，同比增长68%，营收占比也上升至24%。对于新业务，公司称：“目前，摄像头产品的出货量已经是国内第一，已具备规模化效应，自动化程度在行业领先。”

除了摄像头业务，指纹识别系统也是公司重点，但该业务上半年仅为公司贡献营收约1800万左右，收入占比不高。对此，公司表示：“2015年半年报时，公司已经投资建成亚洲最大指纹识别模组工厂，指纹识别产品已经在今年6月份量产，虽然上半年营收规模不高，但是，公司已做好充分的准备。

《投资者报》记者发现，除以上业务外，欧菲光还通过收购上海融创布局智慧城市业务，并将筹资8.5亿建设智能汽车电子项目。触摸屏、摄像头、智能汽车、指纹识别，公司当前的业务是否过多，未来又是否会出现多元恶化的局面呢？

对此，公司在采访中称：“公司目前的发展战略比较明确，一是继续加大在触摸屏、摄像头、指纹识别等光电系列产品上的优势;二是利用移动互联产业的优势向有一定关联度的智能汽车电子、智慧城市领域拓展。”

“两大事业群之间具备良性的联动效应，光电产品的技术积累、生产经验和产品优势能为智能汽车电子、智慧城市业务提供基础研究经验或上游产品支撑;智能汽车电子、智慧城市业务的发展又能带动光电产品的产能消化。各大业务将发挥联动优势，暂不存在多元恶化的局面。”

从股价走势看，或许受益于前两年触屏业务的快速增长，公司股价自2012年起开始走出独立行情。从月线级别看，形成了大盘下跌股价横盘，大盘上涨股价创新高的凌厉走势，成功渡过了2012年～2014年初的漫漫熊市。

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关键词 光电传感器；信息融合技术；实际应用研究

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0209-02

光电传感器因其灵敏轻便等优势而被广泛应用于自动化设备检测装置中。20世纪80年代，美国军事领域开始应用光电传感器信息融合技术；2013年3月15日，美国国防先期计划研究局（DARPA）公布了在阿灵顿召开的已进入第二阶段的MIST-LR项目会议，指出在未来的第三阶段，将开发出能够提升飞行器性能的原型系统传感器，极大发挥其在民用和军事两个方面的助推器作用。

1 应用必要

第一，光电传感器获取信息的过程实际是一个多对一的对应抽样过程，在将客观世界空间的信息传输至传感器这一过程中信息丢失的问题难以避免；第二，军事领域中光电传感器的数量庞大，急需处理的信息量也繁多冗杂，这些都会给人工处理带来一定困扰，而光电传感器信息融合技术的应用巧妙地解决了这一信息综合处理的难题；第三，应用环境决定了光电传感器性能发挥的好坏，但截至目前尚未有一个国家可以开发出适用于任何环境下且性能优于其他类型的光电传感器。

2 概念优点

光电传感器信息融合的过程正是为了完成目标分类、识别及跟踪等任务而进行信息自动分析综合处理的过程。军事领域中的目标识别及跟踪可以实现光电传感器目标属性中的监视功能，有利于精确定位与预估判决。我国航天技术的高速发展离不开当前最热门的技术之一——航天技术上光电传感器信息融合技术，它能够有效提高空间的分辨率和系统的可靠性，无疑成为我国GDP增长的“助推器”。

3 工作原理

光电传感器能够有效检测到光强度变化的情况并将光强度的变化转换为电信号的变化。通常情况下，光电传感器这种小型电子设备由三部分组成：发送器、接收器与检测电路。发送器负责向目标发射来源于发光二极管、激光二极管及红外射二极管等的光束，不间断发射出的光束经过像光圈、透镜这种光学元件后达到由光电二极管、光电三极管及光电池构成的接收器中，接收器接收到光束后会将其传输至能够过滤该信号是否有效并决定是否应用的检测电路。详细流程见下图所示。

需要强调的一点是发射板和光导纤维作为光电传感器结构元件的一种也独具特色。众所周知，三角形的结构最为稳定，因此由极细小的三角锥体反射材料组成的三角反射板是一种能保证光束可以准确无误地从反射板返回的发射装置，其结构极其稳固且具有极强的实用性。

4 应用领域

4.1研制抄表系统

为及时结算用户的电费，一般由电力部门派专门的抄表人员到有关用户处定期走家串户地查看、抄写设置在现场的电能表，通过人工读取、记录、计算和收费。这不仅浪费人力，而且还会因人工读取造成不必要的误差，给用户带来不必要的麻烦和损失，甚至会发生不法分子假冒抄表人员入室作案而影响社会治安。因此，无论是电力部门还是用户们均迫切要求改变当前的落后状态。随着微电子技术、传感器技术、计算机技术及现代通讯技术的发展，可以利用光电传感器来研制自动抄表系统。

电能表的铝盘受电涡流和磁场的作用下产生的转矩驱动而旋转，采用光电传感器则可将铝盘的转数转换成脉冲数。如在旋转的光亮的铝盘上局部涂黑，再配以反射式光电发射接收对管，则当铝盘旋转时在局部涂黑处便产生脉冲，并可将铝盘的转数采样转换为相应的脉冲数，并经光电耦合隔离电路，送至CPU的T0端口进行计数处理。采用光电耦合隔离器可以有效地防止干扰信号进入微机，再结合其它传输方式便可形成自动抄表系统。目前自动抄表系统没有大规模使用与当前的技术有莫大关系，这套技术还有很多需要改进之处，相信在未来几年随着技术的发展，自动抄表将在全国范围内实现。

4.2节能灯具设计

光敏传感器、红外传感器、颜色传感器已进入各种自控节能LED照明系统的设计方案之中，它们的自主控制、方便应用使得不少公共照明LED灯具和居家照明灯具实现智能化。光电传感器可以协助公共照明的LED灯具实现灯光的自动开启关闭，可以智能的感应人和车辆进出而自动开关灯光，可以智慧的控制LED灯光开启的时间和控制亮度，甚至按人类的意愿自动调整光线的色温，营造人类想要的光氛围。

4.2.1光敏传感器应用

光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。对于远程的照明灯具，如街灯、庭院灯、草坪灯等都可经济而简单的实现节能自动控制。太阳能路灯本身是利用太阳光发电、储能的LED照明灯具，无需电网供电也就无需架设成本不菲的输电线路，因此使用光敏传感器可以实现极低成本、自动开启关闭的节能管理。

4.2.2红外传感器应用

红外热释电传感器（PIR）在LED照明中的应用已有近十年的历史。红外传感器的视角有限，需要搭配菲涅尔透镜才能扩大探测区，才能监视移动的热源（人或车）。菲涅尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，将热释红外信号折射在PIR上；二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。

4.3航天技术应用

我国神舟十号发射成功后到与天宫一号的自动交会对接，2000多项航天技术成果移植国民经济成为经济发展“倍增器”，其中光电传感器技术发挥了重要作用。神舟十号和天宫一号对接机构十分复杂，由上百个传感器、上千轴承组合而成。对接任务要求严丝合缝且不能漏气。另外考虑到飞行器在太空环境中失重要经历高低温的变化，因此必须保证对接时不出现故障。手控交会对接时要有精确的传感器测量设备，不断测量两个飞行器之间的距离、相对速度和姿态等，稍有差池后果不堪设想。最后对接时，要求轴向误差≤18cm。这些对航天员的身心都是极大的挑战，要求他们具有极高的眼手协调性、操作精细性和过硬的心理素质等。在交会对接的过程中，航天员需要紧盯电视图像，根据实时传输的数据让两个航天器一点点逼近，根据仔细计算决定速度变化方案完成交会对接，其中传感器起到决定性作用，为实现航天梦奠定最强基础。

4.4工业自动化装置

光电传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，在工业上常用于非接触测量物位、距离和条码等信息，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。随着现代检测技术的发展出现了很多新型的光电传感器，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。相关应用行业的系列产品如下：

1）光电式烟雾报警器。没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信号，没有输出；有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。如今频遭吐槽的雾霾天气说明环境污染问题严重，而光电式烟雾报警器则可通过光在烟道里传输过程的变化检测到烟道中的烟尘浊度；2）点钞机的计数传感器。具有结构微型化、操作简便化、使用耐用型等特点的点钞机在我们的日常生活中应用频繁，其不光在金融机构中被大量使用，也逐渐成为一些大型企事业单位必备的办公用品，成就其的正是结构简单、响应速度快、精确度高的光电传感器。点钞机的技术传感器采用两组由一个红外发光二极管和一个接收红外光的光敏三极管组成的红外光电传感器，没有钞票时，接收管受光照导通而输出为0；有钞票时，接收管光通量不足而输出为1且产生一个脉冲信号，经检测电路输入至负责计数和显示的单片机。只有不断提升光电传感器的性能，才能满足商业经济和财务自动化日新月异变化而产生的高要求。

参考文献

[1]黄斌.基于多传感器信息融合的节能控制系统.测控技术，2013（4）.

[2]赵娟妮.多传感器数据融合技术及其在光伏电站监控系统中的应用.科技信息，2013（7）.