關於超聲波測距儀在機器人系統中的作用

2021-01-08 電子發燒友
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關於超聲波測距儀在機器人系統中的作用

發表於 2019-06-25 09:45:24

在當今消費、專業服務、社交，甚至是工業機器人中最為普遍的傳感器技術之一是超聲波傳感器。下面工採網小編圍繞本來簡單說說機器人超聲測距的數據採集及處理方案。

機器人中使用的超聲波傳感器是一個電子模塊，測量距離在3cm到400cm之間。它可以用於幫助機器人避開障礙物，或用於其他相關項目的距離測量和避障工程。傳感器可謂是用來檢測機器人自身的工作狀態，以及機器人智能探測外部工作環境和對象狀態的核心部件。不僅能感受規定的被測量，還能按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。

由於超聲波指向性強，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等,都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人的研製上也得到了廣泛的應用。

工採網提供的一款MaxBotix高性能聲吶測距儀超聲波傳感器——MB7040工業室外I2CXL-MaxSonar-WR傳感器有一個堅固的PVC外殼，用於滿足IP67的水入侵。這些傳感器提供短到長的距離探測和範圍狹窄的波束角。I2CXL-MaxSonar-WR戶外超聲波傳感器具有高功率輸出、噪聲抑制、自動校準。除了標準的I2CXL-MaxSonar-WR外，還開發了在一些危險的化學環境中需要額外保護的F選項。極具腐蝕性的氣體或液體會降低或損害傳感裝置的運行。因此，我們提供了一種化學惰性的密封，使我們的傳感器能夠在所有的化學環境中操作。除了化學電阻外，傳感器在潮溼或塵埃環境中性能也有所提高。

同時，超聲波傳感器也正被用於存在感測。與用於汽車倒車時的安全報警系統傳感器相同，機器人中的超聲波傳感器用於檢測附近的障礙物，以防撞到牆壁、物體、其他機器人和人。另外，它們可以在機器人執行主要功能任務時發揮作用。因此，超聲波傳感器在近場導航和避障中起著重要作用，最終提高了機器人的整體性能和安全性。

但是，超聲波傳感器的作用距離有限，大約為一釐米到幾米，而最大角度錐體約為 30 度。它們的成本相對較低，並在近距離範圍內具有較高的精度，但隨著距離和測量角度的增加，其精度會下降。它們也易受溫度和壓力變化的影響，還會受到使用調諧在相同頻率的其他機器人的超聲波傳感器的幹擾。儘管如此，當與其他存在傳感器結合使用時，它們還是可以提供實用可靠的位置信息。

為此工採網為客戶提供了另一款MaxBotix 機器人超聲波傳感器——MB7360。 MB7360是一款高解析度（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設計上，不僅對幹擾噪音做了處理，具備抗噪音幹擾能力。而且對於大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償，可選的外部溫度補償，使得測量出來的距離數據更加精準。直接輸出精確的距離讀數，節省了MCU的資源，更合適應用於機器人領域。

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