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機(jī)器人常見傳感器原理是怎么的？

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2018-07-31

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光電編碼器的原理電子羅盤：可以檢測機(jī)器人與地球南北極之間的角度，從而獲得機(jī)器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物體都會(huì)造成羅盤失靈，比如揚(yáng)聲器。所以要配合其它傳感器，比如編碼器一起使用才能獲得比較好的定位效果。主要有hall-effect和flux-gate兩種： Hall-Effect 原理的電子羅盤 Flux-gate 原理的電子羅盤陀螺儀：又分機(jī)械陀螺儀和光電陀螺儀。可以檢測絕對朝向。但是目前價(jià)格過高，只在飛機(jī)上采用。目前最好的光電陀螺儀能提供100KHz的采樣頻率，同時(shí)提供0.0001degress/hr的分辨率。但是價(jià)格也是同樣昂貴。 GPS系統(tǒng)：這個(gè)相比不需要太多的解釋。GPS系統(tǒng)分為標(biāo)準(zhǔn)GPS和差分GPS系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)GPS系統(tǒng)能提供15m的誤差定位，而差分GPS系統(tǒng)能提供高達(dá)1m內(nèi)誤差的定位。如果再考慮相位差信號(hào)的話，最新的GPS設(shè)備能提供精確到10cm的定位坐標(biāo)。怪不得美國人現(xiàn)在的導(dǎo)彈精確度如此之高。差分GPS系統(tǒng)(DGPS) 超聲波傳感器：超聲波傳感器是基于TOF原理。首先發(fā)射一組聲波脈沖信號(hào)，然后一個(gè)積分器就開始計(jì)算發(fā)射時(shí)間。一個(gè)返回信號(hào)閥值接著就會(huì)被設(shè)定來接受回波信號(hào)，這個(gè)閥值會(huì)隨著時(shí)間的增加而減小，因?yàn)榛夭〞?huì)隨著距離的增加而發(fā)散，從而強(qiáng)度變小。但是在剛發(fā)射信號(hào)的時(shí)候，返回信號(hào)的閥值會(huì)被設(shè)定的很高以防止發(fā)射波直接觸發(fā)接受器，但是這樣造成一個(gè)問題，就是如果檢測的距離很短，在閥值沒有下降之前，返回信號(hào)已經(jīng)到達(dá)接收器，這時(shí)，接收器會(huì)認(rèn)為這個(gè)返回信號(hào)是剛發(fā)出的信號(hào)，從而拒絕接受。超聲波傳感器就會(huì)有一個(gè)探測盲區(qū)，沒法這樣對近距離物體探測。一般超聲波探測器的頻率為40Hz，探測范圍為12c'm－5m，精度為98%-99.1%,分辨率為2cm。同時(shí)超聲波是一個(gè)20－40度角的面探測，所以可以使用若干個(gè)超聲波組成一個(gè)超聲波陣列來獲得180度甚至360的探測范圍。超聲波還有其它幾個(gè)缺點(diǎn)，比如交叉感應(yīng)，掃描頻率低，尤其是使用超聲波陣列的時(shí)候，還有回波衰減，折射等問題。不過對于移動(dòng)機(jī)器人來說，超聲波還是目前最廉價(jià)和有效的傳感器。 TOF（time of flight):TOF 原理就是距離＝速度×?xí)r間，比如聲波傳輸速度是0.3m/ms,如果3m的距離，需要10ms才能到達(dá)。然后通過計(jì)算這個(gè)返回的時(shí)間差來確定距離。但是如果是光速的話，光速是0.3m/ns，同樣3m的距離，光只要10ns就到了。這就對檢測元: 回答者：網(wǎng)友

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