機(jī)器人超聲波傳感器應(yīng)用技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器的避障及自主導(dǎo)航技術(shù)已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，應(yīng)用復(fù)雜程度也越來越高。移動(dòng)機(jī)器人的自主尋路要求已經(jīng)從之前簡(jiǎn)單的功能實(shí)現(xiàn)提升到可靠性、通用性、高效率上來，因此對(duì)其相關(guān)技術(shù)提出了更高的要求。避障可以說是各種機(jī)器人最基本的功能，不然機(jī)器人一走動(dòng)就碰到花花草草就不好了。機(jī)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(cè)機(jī)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(cè)障傳感器便是碰撞開關(guān)（圖1）。碰撞開關(guān)的工作原理非常簡(jiǎn)單，完全依靠?jī)?nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)來完成電路的導(dǎo)通和中斷。當(dāng)碰撞開關(guān)的外部探測(cè)臂受到碰撞，探測(cè)臂受力下壓，帶動(dòng)碰撞開關(guān)內(nèi)部的簧片撥動(dòng)，從而電路的導(dǎo)通狀態(tài)發(fā)生改變（圖2）。

非接觸式測(cè)障開關(guān)一般的工作原理與聲納和雷達(dá)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(shí)傳感器就認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了障礙物。

此外超聲波傳感器也是移動(dòng)機(jī)器人避障、測(cè)距常用傳感器之一。超聲波傳感器是一個(gè)電子模塊，測(cè)量距離在3cm到400cm之間。它可以用于幫助機(jī)器人避開障礙物，或用于其他相關(guān)項(xiàng)目的距離測(cè)量和避障工程。超生波傳感器檢測(cè)距離原理是測(cè)出發(fā)出超聲波并在發(fā)射時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空中傳播，在遇到障礙物時(shí)立即返回，超聲波接收器接收到反射波時(shí)立即停止計(jì)時(shí)。 聲波在空中的傳播速度為340米/秒。 使用定時(shí)器記錄的時(shí)間t計(jì)算出發(fā)點(diǎn)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(guān)，在比較精確的測(cè)量中，需把溫濕度的變化和其它因素考慮進(jìn)去。超聲波傳感器一般作用距離較短，普通的有效探測(cè)距離都在5-10m之間，但是會(huì)有一個(gè)最小探測(cè)盲區(qū)，一般在幾十毫米。由于超聲傳感器的成本低，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，是移動(dòng)機(jī)器人中常用的傳感器。但是傳感器安裝在機(jī)器人上時(shí)距離地面不能太近，太近容易產(chǎn)生干擾信號(hào)，而且容易將可以翻越的障礙物當(dāng)成無法逾越的障礙物。傳感器兩探頭間的距離不能太遠(yuǎn)也不能太近，太遠(yuǎn)測(cè)量誤差過大，太近串?dāng)_信號(hào)過強(qiáng)。

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機(jī)器人超聲波傳感器 - MB7066是一種堅(jiān)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(yuǎn)距離探測(cè)，并在一個(gè)緊湊、堅(jiān)固的PVC外殼中進(jìn)行測(cè)距。超聲波傳感器符合IP67進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)，符合標(biāo)準(zhǔn)電氣3 / 4英寸PVC管件。是我們最長(zhǎng)的戶外、耐氣候【(IP67)，可選的化學(xué)抗性f選項(xiàng)】、超聲波傳感器，專為您的項(xiàng)目或產(chǎn)品的簡(jiǎn)單集成而設(shè)計(jì)其中42kHz超聲波傳感器測(cè)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?cè)鲆?、?shí)時(shí)背景自動(dòng)校準(zhǔn)、實(shí)時(shí)波形特征波形特征分析、噪聲抑制算法等都能有效地實(shí)現(xiàn)無噪聲距離讀數(shù)。即使在許多聲學(xué)或電子噪聲源存在的情況下，這種情況也是成立的。機(jī)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(yuǎn)程探測(cè)區(qū)域。