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超声波避障传感器在哪些地方运用

2019/8/2   中国安防行业网     关键字:超声波 避障 传感器 运用  浏览量:

超声波测距的原理比红外线更加简单,因为声波遇到障碍物会反射,而声波的速度已知,所以只需要知道发射到接收的时间差,就能轻松计算出测量距离,再结合发射器和接收器的距离,就能算出障碍物的实际距离,如下图所示。超声波避障传感器在哪些地方运用?

  近年来随着移动机器人、无人驾驶汽车以及无人机的发展,对避障传感器需求越来越多。传统的可用来避障的传感器有毫米波雷达、激光雷达、双目视觉传感器、超声波传感器、红外测距传感器、激光测距仪、光电漫反射传感器、视觉传感器等等。接下来和工采网小编通过本文了解一下超声波避障传感器在哪些地方运用?
  超声波避避障传感器原理:
  超声波其实就是声波的一种,因为频率高于20kHz,所以人耳听不见,并且指向性更强。

  超声波测距的原理比红外线更加简单,因为声波遇到障碍物会反射,而声波的速度已知,所以只需要知道发射到接收的时间差,就能轻松计算出测量距离,再结合发射器和接收器的距离,就能算出障碍物的实际距离,如下图所示。

  超声波测距相比红外测距,价格更加便宜,相应的感应速度和精度也逊色一些。同样,由于需要主动发射声波,所以对于太远的障碍物,精度也会随着声波的衰减而降低,此外,对于海绵等吸收声波的物体或者在大风干扰的情况下,超声波将无法工作。工采网提供的两款超声波避障传感器都可以很好的应用到机器人、无人驾驶汽车以及无人机等领域。
  他们分别是MaxBotix超声波避障传感器-MB1043MB1033,该超声波避障传感器是一款高分辨率(1mm)、高精度低功耗的超声波传感器,它在设计上,不仅对干扰噪音做了处理,具备抗噪音干扰能力。而且对于大小不同的目标,和变化的供电电压,做了灵敏度的补偿。另外还具备标准的的内部温度补偿,使得测量出来的距离数据更加精准。应用于室内环境,它是一款很不错的低成本解决方案!
  而超声波避障传感器模组-UM0090是一款基于收发一体式超声波传感器的测距模组。通过测量超声波从发射到接收的飞行时间,该模组可以检测到3米范围内的物体,并通过UART接口输出距离信号。该产品具有灵敏度高、响应速度快的特点,同时具有较好的抗干扰性能和稳定性,广泛应用于各类机器人、无人机和智能设备的避障系统。下面具体了解一下超声波避障传感器的应用解决方案
  超声波避障传感器在无人机中的应用
  无人机使用各种传感技术实现自主导航、碰撞检测。随着无人机的功能不断增加,避障技术作为增加无人机安全飞行的保障也随着技术的发展日新月异。「避障功能」作为无人机在飞行过程中,通过其传感器收集周边环境的信息,测量距离从而做出相对应的动作指令,从而达到「避障」的作用,带来的最直接的好处就是,以往一些人为疏忽造成的撞击,现在都能经由避障功能去避免,既保障了无人机飞行安全的同时,也避免了对周围人员财产的损害,让飞无人机的门槛进一步得到了降低。
  超声波避障传感器在机器人中的应用
  机器人自主定位导航看是简单实则需根据地图数据+算法的结合实现真正的自动化自动导航,机器人中使用的超声波传感器是一个电子模块,测量距离在3cm到400cm之间。它可以用于帮助机器人避开障碍物,或用于其他相关项目的距离测量和避障工程。传感器可谓是用来检测机器人自身的工作状态,以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。不仅能感受规定的被测量,还能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。由于超声波指向性强,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等,都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
  超声波避障传感器在AGV中的应用
  近几年随着物流搬运市场需求和劳动力成本的不断提高,工厂规模扩大和管理模式的革新,工作效率与成本控制等众多因素,AGV产品的功能及系统需更进一步快速满足客户对产品高适应性的需求。对于复杂的工厂环境来说,不管是人工操作还是机器操作,安全都是不容忽视的问题。根据AGV小车在工厂的应用,AGV小车避障系统直接关系到AGV小车在运行过程的安全。因此障碍物检测是自动导航车研究的一个基本问题,是实现安全、正常工作的前提。
  就避障来说,AGV行业安全首要考虑,AGV防撞避障可分为两类设计:一是接触式设计,起到防撞保护作用,常用接触类传感器(如压电传感器,机械式开关等)安装在车体的底部,检测外围非接触式传感器(红外线,超声波,激光等)探测死角,起到缓冲保护作用;二是非接触式设计,起到避障作用,常用非接触类传感器安装在车体稍高正前方和正后方部位,用于车辆前进或者后退时起到避开障碍作用。
  而超声波传感器以其价格低廉、测距精度高、测量稳定、体积小等优点,被广泛用于AGV的避障检测。在防撞应用中超声波传感器防撞的原理是利用超声波遇到障碍物能反射的特性,根据超声波发射与接收的往返时间及声速检测与障碍物的距离,防止与障碍物碰撞。因为超声波发射出来波束是一定的范围空间发射出去的,所以超声波防撞弥补了激光防撞只有水平面防撞的弊端,使得激光无轨导航叉车防撞更全面安全。由于超声波在空气中的速度与温湿度有关,在比较精确的测量中,需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。

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