机器人常见传感器原理是怎么的

发表时间：2024-07-17 04:09:07 来源：网友投稿

TOF原理

激光传感器：原理就是一个旋转得反射镜，将激光光束或者超声波按一定间隔反射出去，然后根据旋转得角度和时间差来得到不同角度得距离值。是用很典型得TOF原理。

不过对于激光传感器而言，有3种检测方式：

1）使用脉冲激光，按一定间隔发射激光，然后计算返回时间。这种方法和超声波一样，但是激光速度太快，所以对检测元件要求太高，一般LaserScanner不用这种方式。

2）使用不同频率得激光，按照一点顺序，发射不同频率得激光，通过检测返回光束得频率来得到距离。

3）相位差。多数激光传感器用得是这种方法。通过检测发射激光和反射激光得相位差来得到距离。

红外传感器：是利用三角测量法。

三角测量法（Triangulation-based):就是把发射器和接受器按照一定距离安装，然后与被探测的点形成一个三角形的三个顶点，由于发射器和接收器的距离已知，发射角度已知，反射角度也可以被检测到。因此检测点到发射器的距离就可以求出。假设发射角度是90度的情况，

D=f(L/x)

L=发射器和接收器的距离

x＝接受波的偏移距离

f（）是函数。

由此可见D是由1/x决定的，所以用这个测量法可以测得距离非常近的物体，目前最精确可以到1um的分辨率。但是由于D同时也是L的函数，要增加测量距离就必须增大L值。所以不能探测远距离物体。

但是如果将红外传感器和超声波传感器同时应用于机器人，就能提供全范围的探测范围了，超声波传感器的盲区正好可以由红外传感器来弥补。

多普勒效应传感器：主要用于探测移动物体的速度。目前战斗机上用的雷达就是基于这个原理的。主要用于躲避快速移动障埃物。

多普勒原理（Doppler)：假设发射器以频率ft发射波，接收器以频率fr接受波，发射器和接收器之间的相对速度为v。

如果发射器在移动，则

fr=ft/(1+v/c)

如果接收器在移动，则

fr=ft(1+v/c)

通过计算多普勒频移来得到相对速度v。

f=ft-fr=2*ft*v*cosA/c

f=多普勒频移

A＝发射波和运动角度差

静止状态

物体趋近

物体远离

目前还没有适合小型移动机器人的相关传感器出现。

视觉传感器：摄像头都是属于视觉传感器，目前200元一个的网络摄像头也都可以用作机器人的视觉传感器。

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