本站首页 开源机器人 虚拟机器人 竞赛探究 技术课标 电子技术 相关资料 相关照片 相关下载 留言板
您现在的位置: 江苏省句容高级中学机器人创新教育基地 >> 开源机器人 >> 同步教学 >> 正文 今天是:
机器人上用的传感器的介绍
作者:佚名    文章来源:转载    点击数:783    更新时间:2013-1-6    
        ★★★ 【字体:

  感知系统是机器人能够实现自主化的必须部分。这一章,将介绍一下移动机器人中所采用的传感器以及如何从传感器系统中采集所需要的信号。

根据传感器的作用分,一般传感器分为:

内部传感器(体内传感器):主要测量机器人内部系统,比如温度,电机速度,电机载荷,电池电压等。

外部传感器(外界传感器):主要测量外界环境,比如距离测量,声音,光线。

根据传感器的运行方式,可以分为:

被动式传感器:传感器本身不发出能量,比如CCD,CMOS摄像头传感器,靠捕获外界光线来获得信息。

主动式传感器:传感器会发出探测信号。比如超声波,红外,激光。但是此类传感器的反射信号会受到很多物质的影响,从而影响准确的信号获得。同时,信号还狠容易受到干扰,比如相邻两个机器人都发出超声波,这些信号就会产生干扰。

传感器一般有以下几个指标:

        动态范围:是指传感器能检测的范围。比如电流传感器能够测量1mA-20A的电流,那么这个传感器的测量范围就是10log(20/0.001)=43dB. 如果传感器的输入超出了传感器的测量范围,那么传感器就不会显示正确的测量值了。比如超声波传感器对近距离的物体无法测量。

        分辨率:分辨率是指传感器能测量的最小差异。比如电流传感器,它的分辨率可能是5mA,也就是说小于5mA的电流差异,它没法检测出。当然越高分辨率的传感器价格就越贵。

        线性度:这是一个非常重要的指标来衡量传感器输入和输出的关系。

        频率:是指传感器的采样速度。比如一个超声波传感器的采样速度为20HZ,也就是说每秒钟能扫描20次。

下面介绍一下常用的传感器:

编码器:主要用于测量电机的旋转角度和速度。任何用电机的地方,都可以用编码器来作为传感器来获得电机的输出。

 

 

光电编码器的原理

电子罗盘:可以检测机器人与地球南北极之间的角度,从而获得机器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物体都会造成罗盘失灵,比如扬声器。所以要配合其它传感器,比如编码器一起使用才能获得比较好的定位效果。主要有hall-effect和flux-gate两种:

 

 

Hall-Effect 原理的电子罗盘

 


Flux-gate 原理的电子罗盘

陀螺仪:又分机械陀螺仪和光电陀螺仪。可以检测绝对朝向。但是目前价格过高,只在飞机上采用。目前最好的光电陀螺仪能提供100KHz的采样频率,同时提供0.0001degress/hr的分辨率。但是价格也是同样昂贵。

GPS系统:这个相比不需要太多的解释。GPS系统分为标准GPS和差分GPS系统。标准GPS系统能提供15m的误差定位,而差分GPS系统能提供高达1m内误差的定位。如果再考虑相位差信号的话,最新的GPS设备能提供精确到10cm的定位坐标。怪不得美国人现在的导弹精确度如此之高。

 

文章录入:admin    责任编辑:w 
  • 上一篇文章: 没有了

  • 下一篇文章: 没有了
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)