科普工业机器人常用的传感器( 六 )

上图是超声波传感器信号的一个示意 。 通过压电或静电变送器产生一个频率在几十kHz的超声波脉冲组成波包 , 系统检测高于某阈值的反向声波 , 然后使用测量到的飞行时间计算距离 。 超声波传感器一般作用距离较短 , 普通的有效探测距离几米 , 但是会有一个几十毫米左右的最小探测盲区 。 由于超声传感器成本低、实现方法简单、技术成熟 , 是移动机器人中常用的传感器 。

红外传感器

一般的红外测距都是采用三角测距的原理 。 红外发射器按照一定角度发射红外光束 , 遇到物体之后 , 光会反向回来 , 检测到反射光之后 , 通过结构上的几何三角关系 , 就可以计算出物体距离D 。

当D的距离足够近的时候 , 上图中L值会相当大 , 如果超过CCD的探测范围 , 虽然物体很近 , 传感器反而看不到了 。 当物体距离D很大时 , L值就会很小 , 测量精度会变差 。 因此 , 常见的红外传感器的测量距离都比较近 , 小于超声波 , 同时远距离测量也有最小距离的限制 。 另外 , 对于透明的或者近似黑体的物体 , 红外传感器是无法检测距离的 。 但相对于超声来说 , 红外传感器具有更高的带宽 。

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