【導讀】機器人自主定位導航看是簡(jiǎn)單實(shí)則需根據地圖數據+算法的結合實(shí)現真正的自動(dòng)化自動(dòng)導航;機器人導航可以分為三個(gè)部分,包括定位、建圖以及運動(dòng)控制。而自主導航需要解決的是智能移動(dòng)機器人與環(huán)境進(jìn)行自主交互,尤其是點(diǎn)到點(diǎn)自主移動(dòng)的問(wèn)題,這需要更多的技術(shù)支持。下面我們通過(guò)用于機器人自動(dòng)導航的超聲波傳感器這篇文章來(lái)了解機器人自動(dòng)導航的相關(guān)技術(shù)支持。
眾所周知,在動(dòng)物界中螞蟻和蜜蜂都是出色的導航員。撒哈拉沙漠螞蟻可以在高于60°C的惡劣條件下覓食并生存下去。在這種極端環(huán)境下,它們無(wú)法像其他螞蟻一樣使用信息素跟蹤自己的長(cháng)距離路程返回巢穴。相反,他們采用一種被稱(chēng)為路徑集成的生物計算。它們通過(guò)天空亮度指南針(它們看待天空亮度顏色的模式和我們人類(lèi)有很大的差別)和計量學(xué)刺激來(lái)估計當前的位置。路徑集成不僅可用于安全返回巢穴,還有助于學(xué)習所謂的矢量記憶。這些記憶已經(jīng)被證明足以讓螞蟻和蜜蜂產(chǎn)生目標導向的導航。由于這些能力能夠讓螞蟻和蜜蜂導航數百里,所以這種控制系統在人造代理設備的應用上具有很大的潛力。
隨著(zhù)科技自動(dòng)化的發(fā)展,人類(lèi)憑借機器學(xué)習和受昆蟲(chóng)啟發(fā)的基于矢量的導航系統,代理設備可以無(wú)需依靠GPS就能夠達到關(guān)鍵地點(diǎn),實(shí)現真正的自動(dòng)化。機器人可以使用攝像機和其他傳感器獲得的信息,根據環(huán)境感官線(xiàn)索學(xué)習如何獨立導航。
障礙物的有效規避
基于圖像的人體部位檢測的深度學(xué)習,我們可以看到孩子在機器人面前移動(dòng),可能阻礙住了機器人,機器人要識別出這是人還是自行車(chē),所以這就需要對人體部位進(jìn)行檢測識別不僅需要激光雷達,還需要多傳感器數據的融合,實(shí)現有效避障和自主導航。工釆網(wǎng)提供兩款超聲波傳感器倒是用于機器人自動(dòng)導航他們分別是:
超聲波避障傳感器MB1043是一款高分辨率(1mm)、高精度低功耗的超聲波傳感器,它在設計上,不僅對干擾噪音做了處理,具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標,和變化的供電電壓,做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償,使得測量出來(lái)的距離數據更加精準。應用于室內環(huán)境,它是一款很不錯的低成本解決方案!
機器人超聲波傳感器 - MB7360是一款高分辨率(1mm)、高精度低功耗的超聲波傳感器,它在設計上,不僅對干擾噪音做了處理,具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標,和變化的供電電壓,做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內部溫度補償,可選的外部溫度補償,使得測量出來(lái)的距離數據更加精準。直接輸出精確的距離讀數,節省了MCU的資源,更合適應用于機器人領(lǐng)域。
超聲波定位導航
超聲波定位導航的工作原理是由超聲波傳感器發(fā)射探頭發(fā)射出超聲波,超聲波在介質(zhì)中遇到障礙物而返回接收裝置。通過(guò)接收自身發(fā)射的超聲波反射信號,根據超聲波發(fā)出及回波接收時(shí)間差及傳播速度,計算出傳播距離S,就能得到障礙物到機器人的距離,即有公式: S=Tv/2 式中,T—超聲波發(fā)射和接收的時(shí)間差;v—超聲波在介質(zhì)中傳播的波速。
優(yōu)點(diǎn):
成本低廉;
可以識別紅外傳感器識別不了的物體,比如玻璃、鏡子、黑體等障礙物;
缺點(diǎn):
容易受天氣、周?chē)h(huán)境(鏡面反射或者有限的波束角)等以及障礙物陰影,表面粗糙等外界環(huán)境的影響;由于超聲波在空氣中的傳播距離比較短,所以適用范圍較小,測距距離較短。采集速度慢,導航精度差;
為解決超聲波定位導航中的不足,本文提供了超聲波傳感器 - MB1004的解決方案,該傳感器是一款專(zhuān)門(mén)有高低電平報警信號輸出的接近傳感器,可測范圍可達213cm,適用于行人檢測、停車(chē)檢測等。當行人進(jìn)入檢測范圍內,MB1004就會(huì )輸出由低電平變成高電平的報警信號。同時(shí)它也具備輸出目標具體距離的功能,通過(guò)RS232輸出距離數據。MB1004是一款非常低成本的人體檢測超聲波傳感器。同樣適用于接近區域探測、行人檢測 展臺/信息亭、機器人自動(dòng)導航、自主導航、多傳感器陣列、近距離檢測等領(lǐng)域。