基于機(jī)器人的紅外線距離測(cè)量

超聲波并不是測(cè)量機(jī)器人與物體間距離的唯一方法，也可以利用紅外線。和超聲波測(cè)量不同，紅外線距離傳感器不會(huì)去探測(cè)線光束的傳播時(shí)間。因?yàn)閷?duì)于我們感興趣的距離，傳輸時(shí)間為10―15―10-12秒數(shù)量級(jí)。只有那些極為昂貴的電路才能應(yīng)付這樣的速度。紅外線系統(tǒng)采用所謂視差技術(shù)。即測(cè)量已知光源和它的反射光束之間的反射角。它的工作方式是：紅外線光束照射在一個(gè)場(chǎng)景上。光束經(jīng)過(guò)傳感器前的物體反射后。再照射到傳感器。物體越接近，由于視差引起的角度變化就越大。反射光束照在一個(gè)非常小的線性光檢測(cè)器矩陣上。光檢測(cè)器矩陣連接分析物體距離的電路。這個(gè)電路可以提供數(shù)字或模擬輸出。在這里我們將都做介紹。

最早制造供機(jī)器人使用的紅外線測(cè)距傳感器的廠家是日本的Sharp，其中一種型號(hào)為GP2D02，實(shí)際上,Sharp生產(chǎn)的傳感器經(jīng)常應(yīng)用在汽車和復(fù)印機(jī)的紙張檢測(cè)裝置上，而不是用于機(jī)器人工業(yè)。根據(jù)型號(hào)不同。傳感器檢測(cè)距離從約4英寸(10cm)起到31．5英寸(80cm)。 我們將討論三種Sharp傳感器， 它們都有各自特點(diǎn)： (1)GP2D05-高／低電平的數(shù)字輸出，表示物體是否在預(yù)定的距離之內(nèi)。 (2)GP2D02-串行數(shù)字輸出。用一個(gè)8位數(shù)值指示距離。 (3)GP2D12-模擬輸出，以電平值表示距離。 (還可以買到GP2D15，測(cè)量距離在3―30cm之間，根據(jù)所探測(cè)物體的距離，輸出數(shù)字值高／低。雖然對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，不像上面說(shuō)的那幾種有用，但工作原理是一樣的。) 在各種條件下，Sharp紅外線傳感器對(duì)周圍的光的抗干擾性要強(qiáng)其他的傳感器，所以在多種光照條件下都能使用(除了戶外非常強(qiáng)烈的光照)。傳感器采用調(diào)制后的光線而非連續(xù)的紅外線光束。以便抑制觸發(fā)錯(cuò)誤。即使檢測(cè)物體吸收或散射紅外線，如厚窗簾或是黑色的織物，它也很精確。