機器人超聲波傳感器應用技術

隨著計算機技術、傳感器技術、人工智能的發(fā)展，移動機器的避障及自主導航技術已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，應用領域也在不斷地擴大，應用復雜程度也越來越高。移動機器人的自主尋路要求已經(jīng)從之前簡單的功能實現(xiàn)提升到可靠性、通用性、高效率上來，因此對其相關技術提出了更高的要求。避障可以說是各種機器人最基本的功能，不然機器人一走動就碰到花花草草就不好了。機器人并不一定要通過視覺感知自己前方是否有障礙物，它們也可以通過觸覺或像蝙蝠那樣通過聲波感知。因此，檢測機器人前方是否存在障礙物的傳感器，可以分為接觸式和非接觸式的。

接觸式測障傳感器便是碰撞開關（圖1）。碰撞開關的工作原理非常簡單，完全依靠內(nèi)部的機械結構來完成電路的導通和中斷。當碰撞開關的外部探測臂受到碰撞，探測臂受力下壓，帶動碰撞開關內(nèi)部的簧片撥動，從而電路的導通狀態(tài)發(fā)生改變（圖2）。

非接觸式測障開關一般的工作原理與聲納和雷達相似，發(fā)射聲波或某種射線，遇到障礙物，聲波或射線被反射回來，并被傳感器接收，這時傳感器就認為發(fā)現(xiàn)了障礙物。

此外超聲波傳感器也是移動機器人避障、測距常用傳感器之一。超聲波傳感器是一個電子模塊，測量距離在3cm到400cm之間。它可以用于幫助機器人避開障礙物，或用于其他相關項目的距離測量和避障工程。超生波傳感器檢測距離原理是測出發(fā)出超聲波并在發(fā)射時開始計時，超聲波在空中傳播，在遇到障礙物時立即返回，超聲波接收器接收到反射波時立即停止計時。 聲波在空中的傳播速度為340米/秒。 使用定時器記錄的時間t計算出發(fā)點到障礙物的距離s，即s = 340×t / 2。由于超聲波在空氣中的速度與溫濕度有關，在比較精確的測量中，需把溫濕度的變化和其它因素考慮進去。超聲波傳感器一般作用距離較短，普通的有效探測距離都在5-10m之間，但是會有一個最小探測盲區(qū)，一般在幾十毫米。由于超聲傳感器的成本低，實現(xiàn)方法簡單，技術成熟，是移動機器人中常用的傳感器。但是傳感器安裝在機器人上時距離地面不能太近，太近容易產(chǎn)生干擾信號，而且容易將可以翻越的障礙物當成無法逾越的障礙物。傳感器兩探頭間的距離不能太遠也不能太近，太遠測量誤差過大，太近串擾信號過強。

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機器人超聲波傳感器 - MB7066是一種堅固的超聲波傳感器組件模塊。這種戶外傳感器提供了很短的遠距離探測，并在一個緊湊、堅固的PVC外殼中進行測距。超聲波傳感器符合IP67進水標準，符合標準電氣3 / 4英寸PVC管件。是我們最長的戶外、耐氣候【(IP67)，可選的化學抗性f選項】、超聲波傳感器，專為您的項目或產(chǎn)品的簡單集成而設計其中42kHz超聲波傳感器測量距離物體的距離最大范圍1068厘米(450英寸)，操作溫度為-40?C + 70?C(-40?F + 160?F)。在高輸出聲功率與連續(xù)可變增益、實時背景自動校準、實時波形特征波形特征分析、噪聲抑制算法等都能有效地實現(xiàn)無噪聲距離讀數(shù)。即使在許多聲學或電子噪聲源存在的情況下，這種情況也是成立的。機器人超聲波傳感器是用于匹配窄傳感器束模式的工廠，并提供可靠的遠程探測區(qū)域。