譚辛龍

【摘 要】光電信息工程綜合了數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)、電子等方面的信息內(nèi)容，而光電信息的應(yīng)用范圍也十分廣泛，對(duì)各行業(yè)都有深遠(yuǎn)的影響，因而光電信息工程與FASE相結(jié)合也有非常積極的意義，特別是光電一體化的科學(xué)研究和產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有重要的作用。

【關(guān)鍵詞】光電信息；工程；FASE；結(jié)合

1、引言

計(jì)算機(jī)信息在工程中的應(yīng)用涉及到多方面的領(lǐng)域，并且?guī)?lái)了十分積極的作用，隨著各種技術(shù)的創(chuàng)新與拓展，光電信息工程與FASE相結(jié)合，推動(dòng)了新的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且其作為新興領(lǐng)域的技術(shù)，成為信息技術(shù)中的重要組成部分，論文將從光電信息工程中的光電元器件、作用機(jī)理和與FASE的結(jié)合應(yīng)用等方面進(jìn)行探討，以光電信息工程和FASE結(jié)合的產(chǎn)物之一AGV進(jìn)行分析探討，以為相關(guān)工作的推進(jìn)做出一定的貢獻(xiàn)。本文中的相關(guān)論點(diǎn)僅為筆者日常研究工作所得，相關(guān)論點(diǎn)做業(yè)內(nèi)研究人士的參考觀點(diǎn)研究，不足之處，有待有識(shí)之士進(jìn)一步指正。

2、光電信息工程中的元器件

光電信息工程中涉及到的理論包括量子力學(xué)、半導(dǎo)體理論、原子物理、非線(xiàn)性光學(xué)等內(nèi)容，我國(guó)的光電子材料研究已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，在半導(dǎo)體的光電子材料方面，有太陽(yáng)能電池單晶硅，年產(chǎn)量已經(jīng)突破了380噸，用于光電子器件的LED、LD、單晶等芯片材料也已經(jīng)得到實(shí)用化，而SiC等寬禁帶半導(dǎo)體材料也得到了研發(fā)。我國(guó)的激光晶體材料也得到了一定的進(jìn)步，在非線(xiàn)性光學(xué)晶體方面研制的三硼酸、偏硼酸鋇等也實(shí)現(xiàn)了國(guó)際的首創(chuàng)。光電信息工程的應(yīng)用領(lǐng)域和元器件主要包含以下幾個(gè)方面：

（1）光纖光纜：光電子材料發(fā)展重點(diǎn)方向主要是可調(diào)諧、高功率、超高亮度、新波長(zhǎng)激光晶體、TFT顯示器、半導(dǎo)體激光器等應(yīng)用較為廣泛，也取得了實(shí)際效果。

（2）光電信息工程的元器件包含光學(xué)遙感儀器、機(jī)器人視覺(jué)、光學(xué)儀器、光電檢測(cè)儀器、紅外夜視儀、高靈敏探測(cè)器等方面的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)模型測(cè)量、機(jī)器視覺(jué)、計(jì)量作用、定位探測(cè)、溫度、PH值的測(cè)定等作用，其中可以綜述為以下幾個(gè)方面，激光器的應(yīng)用，有半導(dǎo)體、光纖、氣體等激光器件，應(yīng)用與物理光學(xué)、光學(xué)、激光原理技術(shù)、光信息處理等，在激光測(cè)距、激光跟蹤、激光全息等設(shè)備系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3、光電信息工程與FASE相結(jié)合的應(yīng)用研究

本文以無(wú)人搬運(yùn)車(chē)，簡(jiǎn)稱(chēng)AGV作為研究的案例進(jìn)行分析，無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)集合了多種功能，其指引采用光電信息技術(shù)，裝置中設(shè)有電磁和光學(xué)牽引等，能夠沿著已經(jīng)指定的路線(xiàn)進(jìn)行運(yùn)作，并且不需要人工搬運(yùn)等操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的操作。其動(dòng)力的來(lái)源為內(nèi)置的蓄電池，行進(jìn)的路線(xiàn)通過(guò)已經(jīng)設(shè)置好的程序路線(xiàn)進(jìn)行，在軌道上根據(jù)已經(jīng)提供的識(shí)別信息來(lái)指引運(yùn)行的過(guò)程，并且經(jīng)過(guò)探測(cè)可以對(duì)行走的路線(xiàn)進(jìn)行修正，具有快捷、安全性能高、工作效率高、可操作性好的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的物料傳輸設(shè)備比較，AGV的特點(diǎn)是充分體現(xiàn)了光電信息的控制技術(shù)，具有自動(dòng)化、柔性化的運(yùn)作能力，其訊息的指引準(zhǔn)確到位，發(fā)生誤操作的概率非常低，并且此類(lèi)裝置的成本建設(shè)不高，實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)過(guò)程高效、無(wú)人化和智能化的趨勢(shì)非常明顯，以此為例，可以發(fā)現(xiàn)，光電信息工程通過(guò)與FASE相結(jié)合，在智能化和自動(dòng)化的方向有廣泛的前景，并且也是未來(lái)發(fā)展的主要方向。以下為其具體的優(yōu)點(diǎn)分析：其一，充電過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)人搬運(yùn)車(chē)的能源為內(nèi)置蓄電池，使用壽命長(zhǎng)，據(jù)研究可以長(zhǎng)達(dá)十年，并且單位時(shí)間充電的效率高，每充電20分鐘可以作業(yè)5小時(shí)左右，此外，由于實(shí)現(xiàn)了充電的自動(dòng)化，電量即將耗盡時(shí)會(huì)向系統(tǒng)發(fā)出充電指令，而不需要人為的觀察，減少了人力方面的投入；其二，自動(dòng)化的程度高，自動(dòng)化控制的設(shè)備主要包含計(jì)算機(jī)、激光反射裝置和電控裝置，無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)中已經(jīng)輸入了指令程序，在相應(yīng)的點(diǎn)位執(zhí)行命令，并且?guī)缀鯖](méi)有錯(cuò)誤出現(xiàn)，極大了提高的工作的穩(wěn)定性和自動(dòng)化程度；其三，靈活易用，由于許多控制程序是通過(guò)芯片控制的，因而節(jié)省了人員操作的空間，減小了設(shè)備的體積，可以方便其在各車(chē)間、區(qū)段靈活運(yùn)作，這對(duì)于節(jié)省工作面積，提升車(chē)間空間利用率方面具有積極的意義；其四，外觀美觀，隨著自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展，設(shè)備的外觀更加美化，流暢，成為市場(chǎng)吸引力的重要一個(gè)方面。

4、光電信息工程與FASE相結(jié)合實(shí)例運(yùn)作方式

光電信息工程與FASE相結(jié)合的實(shí)例分析中，主要涉及其中的導(dǎo)引方式包含以下幾種類(lèi)型：

（1）電磁導(dǎo)引：作為比較傳統(tǒng)的導(dǎo)引方式，但引入了光電信息工程技術(shù)方面的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)污染小、無(wú)噪聲、引線(xiàn)埋設(shè)隱蔽等特點(diǎn)，一般是將在無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)的運(yùn)行路線(xiàn)上埋設(shè)金屬線(xiàn)，由于金屬線(xiàn)上面設(shè)置了牽引小車(chē)運(yùn)行的信號(hào)信息，如導(dǎo)引的頻率信號(hào)，可以指引小車(chē)的運(yùn)行軌跡，而且此類(lèi)導(dǎo)引方式簡(jiǎn)單易用，成本低廉，但其缺陷時(shí)限于路徑金屬線(xiàn)的鋪設(shè)會(huì)受到實(shí)際工作環(huán)境的影響，有一定的局限性，要根據(jù)具體的環(huán)境加以更改。

（2）光學(xué)導(dǎo)引：利用攝像機(jī)可以采集色帶的光學(xué)信號(hào)，可以在無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)的行進(jìn)路線(xiàn)上敷設(shè)光學(xué)導(dǎo)引材料，如色帶或涂漆的方式，可以指引小車(chē)的運(yùn)行路線(xiàn)，但由于此類(lèi)光學(xué)材料的可靠性難以得到保證，在實(shí)際操作中容易受到污染或破壞，導(dǎo)致工作的穩(wěn)定性難以得到有效的保證，因而運(yùn)行的精度會(huì)受到很大的影響。

（3）直接坐標(biāo)：在無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)的運(yùn)行路線(xiàn)上設(shè)置坐標(biāo)信號(hào)，小車(chē)在運(yùn)行中可以接受這些信號(hào)，從何根據(jù)光電信息來(lái)實(shí)現(xiàn)行駛功能，并且可以停止或啟動(dòng)，變速等多種運(yùn)行信息都可以附加在位置坐標(biāo)的信息當(dāng)中，小車(chē)在接受這些位置信息的坐標(biāo)后會(huì)調(diào)出相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)擬定的工作行程。其主要的元器件是光電計(jì)數(shù)器、電磁感應(yīng)器等，這種導(dǎo)引的方式優(yōu)點(diǎn)在于可以更改坐標(biāo)位置從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)運(yùn)行路線(xiàn)的控制，具有很大的靈活性，但其中的困難點(diǎn)是在更改這些運(yùn)行的坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)測(cè)量工作和程序的設(shè)置工作比較繁瑣，具有一定的復(fù)雜性，對(duì)于一般的簡(jiǎn)單性搬運(yùn)操作并不合適，會(huì)造成財(cái)力、物力的浪費(fèi)。

（4）GPS導(dǎo)航：通過(guò)空中的衛(wèi)星設(shè)備對(duì)設(shè)備的跟蹤和制導(dǎo)指引，這種技術(shù)導(dǎo)引對(duì)于戶(hù)外或遠(yuǎn)距離的導(dǎo)航具有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且發(fā)展前景非常廣闊，而衛(wèi)星的導(dǎo)航精度和信號(hào)控制的穩(wěn)定性對(duì)設(shè)備的運(yùn)行有很大的影響，地面的接受輔助設(shè)備也要相應(yīng)的完善，才能保證運(yùn)作的精度和穩(wěn)定性。但是此類(lèi)技術(shù)的運(yùn)用由于限于操作的技術(shù)性和成本控制方面的內(nèi)容，有許多值得繼續(xù)深入提高的地方，但無(wú)人駕駛汽車(chē)的導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)誕生，并且正是由于光電信息工程和FASE相結(jié)合的產(chǎn)物，具有非常廣泛的前景。

（5）激光導(dǎo)航：激光導(dǎo)航牽引方式主要是在無(wú)人搬運(yùn)小車(chē)上設(shè)置激光接受或發(fā)射的裝置，當(dāng)接受到信號(hào)后，通過(guò)激光的反射路線(xiàn)和路徑的設(shè)置來(lái)判斷下一步的走向，此類(lèi)技術(shù)的生產(chǎn)成本較高，實(shí)用推廣并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)，但其優(yōu)勢(shì)是激光的穩(wěn)定性帶來(lái)了想當(dāng)高的精度，暫時(shí)成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)，但對(duì)各種比較嚴(yán)格的環(huán)境要求高，其使用的適應(yīng)性需要得到進(jìn)一步的提高。

（6）慣性導(dǎo)航：慣性導(dǎo)航主要是可以與陀螺儀相結(jié)合，對(duì)信號(hào)的偏差進(jìn)行修正，具有較高的精度，并且其運(yùn)行的路徑非常靈活，工作量也小，但缺點(diǎn)是生產(chǎn)的成本難以控制，陀螺儀的精度直接相關(guān)于設(shè)備運(yùn)行的精度，在一般的作業(yè)中并不需要這樣高精度的設(shè)備，因而限制了其發(fā)展的空間。

5、總結(jié)

隨著科技的進(jìn)步，光電信息工程方面的技術(shù)突飛猛進(jìn)，給許多行業(yè)都帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響，尤其是在導(dǎo)航相關(guān)的行業(yè)，有著決定性的作用，論文從光電信息工程技術(shù)與FASE的結(jié)合實(shí)例進(jìn)行探討，研究其發(fā)展的空間，但從當(dāng)今的情而論，此類(lèi)技術(shù)的結(jié)合仍有許多不夠成熟之處，有待進(jìn)一步深入拓展研究，論文對(duì)其各種發(fā)展的主流技術(shù)做簡(jiǎn)要的較少，但相關(guān)研究值得深入。

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