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機(jī)器人常見傳感器原理是怎么的?

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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