基于机器人的红外线距离测量

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  •       超声波并不是测量机器人与物体间距离的唯一方法,也可以利用红外线。和超声波测量不同,红外线距离传感器不会去探测线光束的传播时间。因为对于我们感兴趣的距离,传输时间为10—15—10-12秒数量级。只有那些极为昂贵的电路才能应付这样的速度。红外线系统采用所谓视差技术。即测量已知光源和它的反射光束之间的反射角。它的工作方式是:红外线光束照射在一个场景上。光束经过传感器前的物体反射后。再照射到传感器。物体越接近,由于视差引起的角度变化就越大。反射光束照在一个非常小的线性光检测器矩阵上。光检测器矩阵连接分析物体距离的电路。这个电路可以提供数字或模拟输出。在这里我们将都做介绍。

    最早制造供机器人使用的红外线测距传感器的厂家是日本的Sharp,其中一种型号为GP2D02,实际上,Sharp生产的传感器经常应用在汽车和复印机的纸张检测装置上,而不是用于机器人工业。根据型号不同。传感器检测距离从约4英寸(10cm)起到31.5英寸(80cm)。 我们将讨论三种Sharp传感器, 它们都有各自特点: (1)GP2D05-高/低电平的数字输出,表示物体是否在预定的距离之内。 (2)GP2D02-串行数字输出。用一个8位数值指示距离。 (3)GP2D12-模拟输出,以电平值表示距离。 (还可以买到GP2D15,测量距离在3—30cm之间,根据所探测物体的距离,输出数字值高/低。虽然对于机器人来说,不像上面说的那几种有用,但工作原理是一样的。) 在各种条件下,Sharp红外线传感器对周围的光的抗干扰性要强其他的传感器,所以在多种光照条件下都能使用(除了户外非常强烈的光照)。传感器采用调制后的光线而非连续的红外线光束。以便抑制触发错误。即使检测物体吸收或散射红外线,如厚窗帘或是黑色的织物,它也很精确。

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