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解密机器人感知技术:传感检测与判断分析

导读: 机器人是依靠什么感官来感知世界,与我们互动的?它们有“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”吗?本文为大家盘点几种机器人常用的传感器及其功能。

   对于曾经依靠密集劳动力走向世界的“中国制造”,机器人正成为转型升级的新助力之一。在珠三角,家电业率先“机器换人”,电子信息产业紧紧跟上,汽车、纺织服装等行业也蓄势待发,一个个“无人工厂”取代了曾经工人们挥汗如雨的车间厂房。

  那么你可知道,机器人是依靠什么感官来感知世界,与我们互动的?它们有“眼睛”、“鼻子”、“耳朵”吗?本文为大家盘点几种机器人常用的传感器及其功能。

  用于避障的传感器

  避障可以说是各种机器人最基本的功能,不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物,它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样通过声波感知。因此,检测机器人前方是否存在障碍物的传感器,可以分为接触式和非接触式的。

  最典型的接触式测障传感器便是碰撞开关(图1)。碰撞开关的工作原理非常简单,完全依靠内部的机械结构来完成电路的导通和中断。当碰撞开关的外部探测臂受到碰撞,探测臂受力下压,带动碰撞开关内部的簧片拨动,从而电路的导通状态发生改变(图2)。

 

 

  在机器人上的用法多数是将探测臂加长,扩大探测范围和灵敏度。当机器人撞到前面的障碍物,碰撞开关的信号端便可返回一个高电平,控制芯片由此可以知道小车面前存在着障碍物。

  碰撞开关的优点是价格便宜,一般每只零售仅几块钱,使用简单,使用范围广,对环境条件没有什么限制。但碰撞开关也有个最明显的缺点,就是必须在发生碰撞后才能检测到障碍,这在某些机器人比赛中是相当失分的,在某些实际的应用中实用性也会大大降低,而且使用时间较长后,开关容易发生机械疲劳,无法继续正常工作。

  非接触式测障开关一般的工作原理与声纳和雷达相似,发射声波或某种射线,遇到障碍物,声波或射线被反射回来,并被传感器接收,这时传感器就认为发现了障碍物。我们最常用的便是发射和接收红外线的传感器(图3,图4)。

  

 

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