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机器人感知世界要用到哪些传感器?

发布时间:2019-07-07 19:17 来源:未知 编辑:admin

  机器人要用到避障的传感器、测距的传感器、亮度判断的传感器、检测地面灰度的传感器等等。

  避障可以说是各种机器人最基本的功能,不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物,它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样通过声波感知。因此,检测机器人前方是否存在障碍物的传感器,可以分为接触式和非接触式的。

  最典型的接触式测障传感器便是碰撞开关(图1)。碰撞开关的工作原理非常简单,完全依靠内部的机械结构来完成电路的导通和中断。当碰撞开关的外部探测臂受到碰撞,探测臂受力下压,带动碰撞开关内部的簧片拨动,从而电路的导通状态发生改变(图2)。

  机器人光知道哪个方向有障碍物并不够,还必须知道障碍物距离自己具体有多远,才好判断下一步的行动。这时我们就需要测距传感器。

  测距传感器大多为非接触式的,目前在个人机器人制作领域用得比较多的是红外和超声波测距传感器两种。

  提到红外测距传感器,就不能不提夏普的GP2D12红外测距传感器(图3)。GP2D12几乎可以说是机器人爱好者的必备传感器,在我们平时常看到的一些个人机器人作品中,绝大多数都可以看到它的身影。

  很多朋友制作的机器人都需要判断环境光的亮度,这时就需要亮度传感器。最常用的便是光敏电阻(图4)。光敏电阻是一种随着照射在上面的可见光强度变化而阻值发生相应变化的电阻,可以根据其阻值的变化判断出光强。光敏电阻的使用也非常简单,只要将它当作普通电阻接入电路,根据电流变化便可得出电阻值的变化,进而判断出光强的变化。对于机器人制作,光敏电阻是一种成本低廉、可靠性好、测量准确的元件。

  很多人最开始做的机器人的基本功能就是循线,白色的地板上贴着一条黑线,让机器人沿着地面的黑线前进。很多机器人高手都是从制作类似的作品成长起来的。因此,有必要介绍一下检测地面灰度的常用传感器。

  可见光地面灰度检测器,就是使用一个发光装置与一个光敏电阻搭配,装在机器人底部离地面较近的一个位置上。发光装置发射可见光,照射到不同颜色上面后,反射光的强度会有一定的差异,根据光敏电阻的返回值便可知道机器人下方的地面颜色(图5)。

  微电子领域的发展日新月异,每天都有各种各样的新传感器问世,很多以前高不可攀的传感器如今也变成了几块钱甚至几毛钱一个,因此经常去电子市场转转,关注一下最新的传感器信息是必要的。

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