2、視覺傳感器
視覺傳感器的優(yōu)點是探測范圍廣、獲取信息豐富,實際應(yīng)用中常使用多個視覺傳感器或者與其它傳感器配合使用,通過一定的算法可以得到物體的形狀、距離、速度等諸多信息?;蚴抢靡粋€攝像機的序列圖像來計算目標的距離和速度,還可采用SSD算法,根據(jù)一個鏡頭的運動圖像來計算機器人與目標的相對位移。但在圖像處理中,邊緣銳化、特征提取等圖像處理方法計算量大,實時性差,對處理機要求高。且視覺測距法檢測不能檢測到玻璃等透明障礙物的存在,另外受視場光線強弱、煙霧的影響很大。
3、紅外傳感器
大多數(shù)紅外傳感器測距都是基于三角測量原理。紅外發(fā)射器按照一定的角度發(fā)射紅外光束,當遇到物體以后,光束會反射回來,如圖所示。反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后,會獲得一個偏移值L,利用三角關(guān)系,在知道了發(fā)射角度α,偏移距L,中心矩X,以及濾鏡的焦距f以后,傳感器到物體的距離D就可以通過幾何關(guān)系計算出來了。紅外傳感器的優(yōu)點是不受可見光影響,白天黑夜均可測量,角度靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格較便宜,可以快速感知物體的存在,但測量時受環(huán)境影響很大,物體的顏色、方向、周圍的光線都能導(dǎo)致測量誤差,測量不夠精確。
4、超聲波傳感器
超生波傳感器檢測距離原理是測出發(fā)出超聲波至再檢測到發(fā)出的超聲波的時間差,同時根據(jù)聲速計算出物體的距離。由于超聲波在空氣中的速度與溫濕度有關(guān),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。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5-10m之間,但是會有一個最小探測盲區(qū),一般在幾十毫米。由于超聲傳感器的成本低,實現(xiàn)方法簡單,技術(shù)成熟,是移動機器人中常用的傳感器。
機器人避障技術(shù)的分類
目前移動機器人的避障根據(jù)環(huán)境信息的掌握程度可以分為障礙物信息已知、障礙物信息部分未知或完全未知兩種。傳統(tǒng)的導(dǎo)航避障方法如可視圖法、柵格法、自由空間法等算法對障礙物信息己知時的避障問題處理尚可,但當障礙信息未知或者障礙是可移動的時候,傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法一般不能很好的解決避障問題或者根本不能避障。而實際生活中,絕大多數(shù)的情況下,機器人所處的環(huán)境都是動態(tài)的、可變的、未知的,為了解決上述問題,人們引入了計算機和人工智能等領(lǐng)域的一些算法。同時得益于處理器計算能力的提高及傳感器技術(shù)的發(fā)展,在移動機器人的平臺上進行一些復(fù)雜算法的運算也變得輕松,由此產(chǎn)生了一系列智能避障方法,比較熱門的有:遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法等,下面分別加以介紹。
1、基于遺傳算法的機器人避障算法