光電信息工程與FASE相結(jié)合研究

譚辛龍

【摘 要】光電信息工程綜合了數(shù)學、物理、計算機、電子等方面的信息內(nèi)容，而光電信息的應用范圍也十分廣泛，對各行業(yè)都有深遠的影響，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研究和產(chǎn)品設計開發(fā)具有重要的作用。

【關鍵詞】光電信息；工程；FASE；結(jié)合

1、引言

計算機信息在工程中的應用涉及到多方面的領域，并且?guī)砹耸址e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，推動了新的產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并且其作為新興領域的技術(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、作用機理和與FASE的結(jié)合應用等方面進行探討，以光電信息工程和FASE結(jié)合的產(chǎn)物之一AGV進行分析探討，以為相關工作的推進做出一定的貢獻。本文中的相關論點僅為筆者日常研究工作所得，相關論點做業(yè)內(nèi)研究人士的參考觀點研究，不足之處，有待有識之士進一步指正。

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、半導體理論、原子物理、非線性光學等內(nèi)容，我國的光電子材料研究已經(jīng)得到了產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，在半導體的光電子材料方面，有太陽能電池單晶硅，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)得到實用化，而SiC等寬禁帶半導體材料也得到了研發(fā)。我國的激光晶體材料也得到了一定的進步，在非線性光學晶體方面研制的三硼酸、偏硼酸鋇等也實現(xiàn)了國際的首創(chuàng)。光電信息工程的應用領域和元器件主要包含以下幾個方面：

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

（2）光電信息工程的元器件包含光學遙感儀器、機器人視覺、光學儀器、光電檢測儀器、紅外夜視儀、高靈敏探測器等方面的應用，可以實現(xiàn)模型測量、機器視覺、計量作用、定位探測、溫度、PH值的測定等作用，其中可以綜述為以下幾個方面，激光器的應用，有半導體、光纖、氣體等激光器件，應用與物理光學、光學、激光原理技術(shù)、光信息處理等，在激光測距、激光跟蹤、激光全息等設備系統(tǒng)中的應用。

3、光電信息工程與FASE相結(jié)合的應用研究

本文以無人搬運車，簡稱AGV作為研究的案例進行分析，無人搬運小車集合了多種功能，其指引采用光電信息技術(shù)，裝置中設有電磁和光學牽引等，能夠沿著已經(jīng)指定的路線進行運作，并且不需要人工搬運等操作，實現(xiàn)無人化的操作。其動力的來源為內(nèi)置的蓄電池，行進的路線通過已經(jīng)設置好的程序路線進行，在軌道上根據(jù)已經(jīng)提供的識別信息來指引運行的過程，并且經(jīng)過探測可以對行走的路線進行修正，具有快捷、安全性能高、工作效率高、可操作性好的特點。與傳統(tǒng)的物料傳輸設備比較，AGV的特點是充分體現(xiàn)了光電信息的控制技術(shù)，具有自動化、柔性化的運作能力，其訊息的指引準確到位，發(fā)生誤操作的概率非常低，并且此類裝置的成本建設不高，實現(xiàn)的生產(chǎn)過程高效、無人化和智能化的趨勢非常明顯，以此為例，可以發(fā)現(xiàn)，光電信息工程通過與FASE相結(jié)合，在智能化和自動化的方向有廣泛的前景，并且也是未來發(fā)展的主要方向。以下為其具體的優(yōu)點分析：其一，充電過程能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，無人搬運車的能源為內(nèi)置蓄電池，使用壽命長，據(jù)研究可以長達十年，并且單位時間充電的效率高，每充電20分鐘可以作業(yè)5小時左右，此外，由于實現(xiàn)了充電的自動化，電量即將耗盡時會向系統(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，自動化的程度高，自動化控制的設備主要包含計算機、激光反射裝置和電控裝置，無人搬運小車中已經(jīng)輸入了指令程序，在相應的點位執(zhí)行命令，并且?guī)缀鯖]有錯誤出現(xiàn)，極大了提高的工作的穩(wěn)定性和自動化程度；其三，靈活易用，由于許多控制程序是通過芯片控制的，因而節(jié)省了人員操作的空間，減小了設備的體積，可以方便其在各車間、區(qū)段靈活運作，這對于節(jié)省工作面積，提升車間空間利用率方面具有積極的意義；其四，外觀美觀，隨著自動化設備的發(fā)展，設備的外觀更加美化，流暢，成為市場吸引力的重要一個方面。

4、光電信息工程與FASE相結(jié)合實例運作方式

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

（1）電磁導引：作為比較傳統(tǒng)的導引方式，但引入了光電信息工程技術(shù)方面的內(nèi)容，可以實現(xiàn)污染小、無噪聲、引線埋設隱蔽等特點，一般是將在無人搬運小車的運行路線上埋設金屬線，由于金屬線上面設置了牽引小車運行的信號信息，如導引的頻率信號，可以指引小車的運行軌跡，而且此類導引方式簡單易用，成本低廉，但其缺陷時限于路徑金屬線的鋪設會受到實際工作環(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）光學導引：利用攝像機可以采集色帶的光學信號，可以在無人搬運小車的行進路線上敷設光學導引材料，如色帶或涂漆的方式，可以指引小車的運行路線，但由于此類光學材料的可靠性難以得到保證，在實際操作中容易受到污染或破壞，導致工作的穩(wěn)定性難以得到有效的保證，因而運行的精度會受到很大的影響。

（3）直接坐標：在無人搬運小車的運行路線上設置坐標信號，小車在運行中可以接受這些信號，從何根據(jù)光電信息來實現(xiàn)行駛功能，并且可以停止或啟動，變速等多種運行信息都可以附加在位置坐標的信息當中，小車在接受這些位置信息的坐標后會調(diào)出相應的程序?qū)崿F(xiàn)擬定的工作行程。其主要的元器件是光電計數(shù)器、電磁感應器等，這種導引的方式優(yōu)點在于可以更改坐標位置從而實現(xiàn)對小車運行路線的控制，具有很大的靈活性，但其中的困難點是在更改這些運行的坐標點時測量工作和程序的設置工作比較繁瑣，具有一定的復雜性，對于一般的簡單性搬運操作并不合適，會造成財力、物力的浪費。

（4）GPS導航：通過空中的衛(wèi)星設備對設備的跟蹤和制導指引，這種技術(shù)導引對于戶外或遠距離的導航具有明顯的優(yōu)勢，并且發(fā)展前景非常廣闊，而衛(wèi)星的導航精度和信號控制的穩(wěn)定性對設備的運行有很大的影響，地面的接受輔助設備也要相應的完善，才能保證運作的精度和穩(wěn)定性。但是此類技術(shù)的運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，但無人駕駛汽車的導航技術(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）激光導航：激光導航牽引方式主要是在無人搬運小車上設置激光接受或發(fā)射的裝置，當接受到信號后，通過激光的反射路線和路徑的設置來判斷下一步的走向，此類技術(shù)的生產(chǎn)成本較高，實用推廣并沒有完全實現(xiàn)，但其優(yōu)勢是激光的穩(wěn)定性帶來了想當高的精度，暫時成為國內(nèi)外相關企業(yè)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)，但對各種比較嚴格的環(huán)境要求高，其使用的適應性需要得到進一步的提高。

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

5、總結(jié)

隨著科技的進步，光電信息工程方面的技術(shù)突飛猛進，給許多行業(yè)都帶來了深遠的影響，尤其是在導航相關的行業(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)合實例進行探討，研究其發(fā)展的空間，但從當今的情而論，此類技術(shù)的結(jié)合仍有許多不夠成熟之處，有待進一步深入拓展研究，論文對其各種發(fā)展的主流技術(shù)做簡要的較少，但相關研究值得深入。

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