想自己做個機器人?別急,技術宅教你感測器選型

人類已經全面開啟機器人智慧時代。阿爾法狗更是創造了人工智慧的神話。很多朋友估計也想做一個屬於自己的小機器人。彆著急,今天技術宅就教你如何正確選型機器人避障感測器。

想自己做個機器人?別急,技術宅教你感測器選型

一:超聲波感測器:

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超生波感測器檢測距離原理是發出超聲波再檢測到發出的超聲波,同時根據聲速計算出物體的距離。 根據其原理可以知道其缺點有下2個:

(1):聲音的速度受溫度和風向的干擾,有可能被吸音面給吸收。

(2):由於聲音的發散性非常強,因此在多個超聲波模組一起使用的時候回造成干擾。

採用的模組是:XKC-ME007Y-TX,

產品在25cm 至450cm 範圍內,能夠準確探測出與平面物體間的距離,並且在25cm 至150cm 範圍內,能夠準確測人。

但是該產品有較大的3個缺陷:

(1): 模組檢測最小距離為25cm,在25cm 內有物體,將獲得不準確訊號;

(2)測距時,被測物體的面積不小於0.2 平方米且平面儘量平整,否則會影響測試結果;

(3)超聲波模組安裝時探頭避免被硬物體擠壓。

並且超聲波模組的測試死區較大,因此不適合家庭服務的複雜狹小環境的測試。

二:夏普紅外感測器:

夏普紅外測距感測器。Sharp是感測器行業比較優秀公司,質量比較可靠一致性好。Sharp的紅外感測器都是基於一個原理,三角測量原理。紅外發射器按照一定的角度發射紅外光束,當遇到物體以後,光束 會反射回來,如圖所示。反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以後,會獲得一個偏移值L,利用三角關係,在知道了發射角度a,偏移距L,中心矩X,以 及濾鏡的焦距f以後,感測器到物體的距離D就可以通過幾何關係計算出來了。

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可以看到,當D的距離足夠近的時候,L值會相當大,超過CCD的探測範圍,這時,雖然物體很近,但是感測器反而看不到了。當物體距離D很大時,L值就會很小。這時CCD檢測器能否分辨得出這個很小的L值成為關鍵,也就是說CCD的解析度決定能不能獲得足夠精確的L值。要 檢測越是遠的物體,CCD的解析度要求就越高。由紅外感測器工作原理可以得出一個缺點:檢測的最小距離太大。 其實不光有最小限制,還具有非線性。電壓不規則變化,這些在實際檢測的時候都需要透過軟體進行修正。 由於是透過光線檢測距離其還具有一個可以預見的缺點,對於近似黑體的物體無法檢測距離。優點也很明顯:由於是大廠製作,一致性比較好。且由於是光檢測距離,其反應速度比超聲波感測器要快。

三:STMicroelectronics VL53L0X飛行時間測距感測器

STMicroelectronics VL53L0X飛行時間測距感測器是新一代鐳射測距模組,採用市場上尺寸最小的一種封裝。 VL53LOX是完全整合的感測器,配有嵌入式紅外、人眼安全鐳射,先進的濾波器和超高速光子探測陣列。該模組在距離上完全符合機器人的需求。透過資料手冊可知,此感測器的波長為940nm因此可以繼續使用公司目前選用的透紅外材料。單個模組價格40元左右,如果自己生產成本可以繼續壓縮。該模組驅動程式碼目前已經除錯完畢。具體測試引數見相關測試文件。

四:鐳射雷達:

優點測試範圍光,距離遠。

下面選擇了幾款可以替換的產品:

(1)HZH-C6 PRO:

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資料手冊:

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缺點:模組精度一般,尺寸較大。

(2)鐳射雷達L10:

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資料手冊:

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優點:通訊協議簡單,上電就可以使用,測量範圍大精度高

以上模組有一個共同的缺點,就是成本較高,單個模組價格在1500元左右。

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