一文通读传感器到算法原理,机器人、视觉避障(附源码)
避障是指移動機器人在行走過程中,通過傳感器感知到在其規(guī)劃路線上存在靜態(tài)或動態(tài)障礙物時,按照 一定的算法實時更新路徑,繞過障礙物,最后達到目標點。
不管是要進行導航規(guī)劃還是避障,感知周邊環(huán)境信息是第一步。就避障來說,移動機器人需要通過傳感器 實時獲取自身周圍障礙物信息,包括尺寸、形狀和位置等信息。避障使用的傳感器多種多樣,各有不同的原理和特點,目前常見的主要有視覺傳感器、激光傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器等。下面我簡單介紹一下這幾種傳感器的基本工作原理。
超聲波
超聲波傳感器的基本原理是測量超聲波的飛行時間,通過d=vt/2測量距離,其中d是距離,v是聲速,t是 飛行時間。由于超聲波在空氣中的速度與溫濕度有關,在比較精確的測量中,需把溫濕度的變化和其它因素考慮進去。
上面這個圖就是超聲波傳感器信號的一個示意。通過壓電或靜電變送器產(chǎn)生一個頻率在幾十kHz的超聲波脈沖組成波包,系統(tǒng)檢測高于某閾值的反向聲波,檢測到后使用測量到的飛行時間計算距離。超聲波傳感器一般作用距離較短,普通的有效探測距離都在幾米,但是會有一個幾十毫米左右的最小探測盲區(qū)。由于超聲傳感器的成本低、實現(xiàn)方法簡單、技術成熟,是移動機器人中常用的傳感器。超聲波傳感器也有一些缺點,首先看下面這個圖。</
總結
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