智能機(jī)器人超聲波測距和避障的應(yīng)用技術(shù)解決方案

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自主移動(dòng)機(jī)器人以其活性和智能性等特點(diǎn),在人們的生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用來越廣泛。自主移動(dòng)機(jī)器人通過各種傳感器系統(tǒng)感知外界環(huán)境和自身狀態(tài)，在復(fù)雜的已知或者未知環(huán)境中自主移動(dòng)并完成相應(yīng)的任務(wù)。

智能機(jī)器人定義

在當(dāng)代工業(yè)中，機(jī)器人指能自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的人造機(jī)器裝置，用以取代或協(xié)助人類工作，一般會(huì)是機(jī)電裝置，由計(jì)算機(jī)程序或是電子電路控制。包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機(jī)械（如機(jī)器狗，機(jī)器貓，機(jī)器車等）

智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成

■硬件：

     智能感應(yīng)模組        ——激光/攝像頭/紅外/超聲波

     物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊       ——與后臺(tái)實(shí)時(shí)通訊，反應(yīng)箱體狀態(tài)

     電源管理         ——控制設(shè)備整體運(yùn)行供電

     驅(qū)動(dòng)管理         ——舵機(jī)模組，控制設(shè)備移動(dòng)

■軟件：

     感應(yīng)端采集        ——分析傳感器采集到的數(shù)據(jù)，并對傳感器進(jìn)行控制

     數(shù)字化解析        ——分析產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)、感應(yīng)邏輯并控制設(shè)備工作

     后臺(tái)管理端        ——產(chǎn)品功能調(diào)試端

     操作使用端        ——終端人員操作使用方

智能機(jī)器人應(yīng)用目的

■制造業(yè)需求：

     運(yùn)行效率：通過采用智能化機(jī)器人代替簡易人工操作，提高作業(yè)效率。

     成本投入：簡化生產(chǎn)線工作流程，減少用人成本投入。

■城市環(huán)境需求：

     環(huán)境清潔：道路智能清掃，專業(yè)消殺機(jī)器人應(yīng)用

     智能服務(wù)：餐飲服務(wù)應(yīng)用，公園展館導(dǎo)游，居家互動(dòng)型機(jī)器人

超聲波在智能機(jī)器人中的作用

超聲波測距傳感器是屬于非接觸式的傳感器檢測，通過超聲波換能器發(fā)射出的超聲脈沖，通過空氣傳播到被測障礙物表面，經(jīng)反射后再通過空氣返回到超聲波換能器，通過計(jì)算超聲波發(fā)射和接收的時(shí)間來判斷障礙物與換能器的實(shí)際距離。

應(yīng)用差異：超聲波傳感器在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域中仍處于核心領(lǐng)域，產(chǎn)品與激光、攝像頭進(jìn)行輔助配合滿足客戶端應(yīng)用需求。

在多種探測手段中，超聲波傳感器系統(tǒng)由于具有成本低，安裝方便，不易受電磁、光線、被測對象顏色、煙霧等影響，時(shí)間信息直觀等特點(diǎn)，對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力，因此在移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛用。

超聲波在智能機(jī)器人中需要解決的問題

■響應(yīng)時(shí)間

機(jī)器人避障檢測主要在移動(dòng)過程中進(jìn)行檢測，因此需要產(chǎn)品能快速對產(chǎn)品檢測到的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)輸出，響應(yīng)時(shí)間越快越好 

■量程

機(jī)器人避障量程主要集中在近距離避障，通常距離會(huì)在2米以內(nèi)，因此不需要大量程應(yīng)用，但對最小探測距離值期望為越小越好 

■波束角

  傳感器安裝在靠地面較近，可能涉及誤檢測到地面，因此需要對波束角度管控有一定的要求

針對機(jī)器人避障應(yīng)用，電應(yīng)普提供的多款超聲波測距傳感器擁有IP67防護(hù)安全等級的超聲波傳感器，可以防護(hù)灰塵吸入，可以短暫浸泡。PVC材料封裝，具有一定的抗腐蝕能力。

在存在雜波干擾的戶外環(huán)境中，能良好地去除雜波檢測得到目標(biāo)的距離信息。傳感器的的分辨率可達(dá)1cm，可測距離長達(dá)5.0米。該超聲波傳感器還有具有高性能，小巧，緊湊，低成本，易于使用和輕便的特點(diǎn)。同時(shí)，它在電池供電的物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。