欢迎来到淘文阁 - 分享文档赚钱的网站! | 帮助中心 好文档才是您的得力助手!
淘文阁 - 分享文档赚钱的网站
全部分类
  • 研究报告>
  • 管理文献>
  • 标准材料>
  • 技术资料>
  • 教育专区>
  • 应用文书>
  • 生活休闲>
  • 考试试题>
  • pptx模板>
  • 工商注册>
  • 期刊短文>
  • 图片设计>
  • ImageVerifierCode 换一换

    毕业论文外文翻译-低成本激光距离传感器.docx

    • 资源ID:29918318       资源大小:1.28MB        全文页数:29页
    • 资源格式: DOCX        下载积分:15金币
    快捷下载 游客一键下载
    会员登录下载
    微信登录下载
    三方登录下载: 微信开放平台登录   QQ登录  
    二维码
    微信扫一扫登录
    下载资源需要15金币
    邮箱/手机:
    温馨提示:
    快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。
    如填写123,账号就是123,密码也是123。
    支付方式: 支付宝    微信支付   
    验证码:   换一换

     
    账号:
    密码:
    验证码:   换一换
      忘记密码?
        
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。
    5、试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。

    毕业论文外文翻译-低成本激光距离传感器.docx

    毕业设计(论文)外文文献翻译(本科学生用)题 目: 低成本激光距离传感器 学 生 姓 名: 学号: 学 部 (系): 光电信息科学与工程 专 业 年 级: 指 导 教 师: 职称或学位: 20 17 年 02 月 25 日 外文文献翻译(译成中文1000字左右,外文内容应与自己毕业设计(论文)题目相关。艺术、汉语言文学、日语专业除外)【译文后附注文献信息,包括:作者、书名(或论文题目)、出 版 社(或刊物名称)、出版时间(或刊号)、页码。提供所译外文资料附件(印刷类含封面、封底、目录、翻译部分的复印件等,网站类的请附网址及原文】译文: 低成本激光距离传感器 作者:Kurt Konolige, Joseph Augenbraun, Nick Donaldson, Charles Fiebig,和 Pankaj Shah 论文名:低成本激光距离传感器 手稿收到2007年9月14日。2008年2月4日修订。K. Konolige与SRI International,Menlo Park,CA 94025 USA(电话:650 859-2788;传真:650 859-3735;电子邮件:konolige ai。 )。 J.Angenbraun,N.Donaldson,C.Fiebig和P.Shah与Neato Robotics,Menlo Park,CA 94025 USA(电子邮件:joe,nick,charles,pankaj )。摘要 - 许多室内机器人系统使用激光测距仪作为其映射,定位和避障的主要传感器。 这种系统的成本和功率是部署用于家庭使用的低成本,高效的消费者机器人平台的主要障碍。 在本文中,我们描述了一种紧凑的平面激光距离传感器(LDS),其具有与当前激光扫描器相当的能力:在6m,10Hz采集下3cm的精度,以及在全360度扫描上的1度的分辨率。 使用COTS电子设备和定制机械工具,该设备的制造成本低于30美元。I.引言 移动机器人最常见的任务之一是在环境中制作地图和导航。 为此,机器人需要以有效的方式感测其环境,寻找一些距离以寻找障碍物并构建对于执行诸如抽真空或交给的任务有用的地图。 虽然有许多传感器可以使用,激光距离传感器是目前室内和户外移动机器人的标准传感器。主要原因是数据的效用:LDS返回到其视野中的对象的距离,不同于(例如)视觉传感器,其在测量距离之前需要复杂且易出错的处理。与诸如声纳或IR传感器的其它距离传感器不同,LDS能够精细的角度和距离分辨率,实时行为(每秒数百或数千点测量),以及低的假阳性和阴性率。存在使用LDS扫描的映射和定位的有效算法5 8。虽然LDS设备在研究机器人中是普遍存在的,但是它们的高成本使它们不能出现在消费者机器人例如机器人地板清洁器中。 Electrolux Trilobite是制作地图的唯一清洁工具之一,它依赖于声纳传感器13 .2使用LDS技术的障碍是成本。两个最常见的设备,SICK LMS 200 1和Hokuyo URG-04LX 1,比最简单的机器人成本高一个数量级。1. 三星VC-RP30W显然是一张地图,但没有关于它如何做的细节。在本文中,我们描述了一种紧凑,低成本的LDS,其能力与标准LDS器件一样,但是其制造成本仅为其一小部分成本:Revo LDS。图I-1显示了原型Revo,其盖子被移除。它有以下特点:眼睛安全(I级或II级)。2.在标准室内照明条件下,以及一些室外条件下。3.测量完整的360度平面扫描。4.范围从0.2m到6m。5.高分辨率:范围误差<3 cm,6 m,角分辨率为1度。6.4000读数/秒(扫描高达10 Hz)7.小尺寸,低功率(<2W)8.标准,可商购的组件。9.低成本:$ 30成本。 这些特性使得Revo适合消费产品,为高性能,低成本的移动机器人开辟了道路。虽然所有的Revo技术已经在其他设备中使用,但迄今为止没有人意识到他们可以组合成一个低成本,高性能的传感器。实现上述标准需要设计,算法和集成方面的创新。 Revo的关键要素是 - 紧凑,刚性的点光束三角测量模块,包含激光器,成像器和电子元件。利用 低成本CMOS成像器和用于子像素插值的DSP,我们得到了范围分辨率高达6 m的良好 性能,以5KHz的基线,以4KHz的速率。对Revo的主要观点是,由于数字图像传感器,使用小基线可实现高精度。模块旋转,实现360°FOV。而不是使用镜子来操纵光束,Revo旋转光学组件将光束指向一个完整的圆周。 没有其他当前设备满足我们的要求。我们简要回顾几个使用三角测量的相关竞争LDS技术。结构化线路设备。这些设备使用光条激光器和偏移相机来确定一组点的范围。因为激光能量在线上传播,所以难以实现精确的范围,特别是在存在环境光的情况下或者在较暗的物体的情况下。例如,7的系统具有105度FOV的最大3m范围,并且需要50cm基线以实现良好的测距精度。点扫描设备。许多设备存在用于细小对象的3D扫描(3,第2.1节)。这些通常使用扫描镜来引导点激光束并将激光返回重定向到光接收器。这种装置不能小型化,并且它们的成本和机械脆性将保持高。点模块。像Revo设备一样,存在可能被旋转以实现大FOV的单点范围模块。典型的是Sharp IR传感器9,它使用位置敏感器件(PSD)。这些装置测量撞击在其表面上的所有光的质心。虽然调制技术可以用于抵消环境光的一些影响,但是PSD不能很好地工作,除非激光光斑具有非常强的反射,将它们的使用限制在一米或更小的范围内10。 在本文的其余部分,我们讨论的Revo传感器的方面:点传感器的模块化,扫描机制和同步。 。II。单点距离模块 Revo依靠一个创新的激光点传感器模块,其工作原理是三角测量原理,使用激光点光束和数字图像传感器,由一个小基线隔开。该模块将激光,传感器,光学和计算结合在一个小而坚固的封装中(图II-5)。它比当前IR距离传感器(例如,Sharp IR设备9)稍大,但具有更好的精度和速度。A.三角测量技术 所有单点扫描传感器,如SICK和Hokuyo设备,使用镜子扫描点传感器。这些设备是飞行时间距离传感器:它们测量光行进到物体所花费的时间并被反射。一种替q =fs.(1)x代技术是三角测量:到物体的距离通过反射光的角度来测量。图II-1显示了三角测量的基本几何。激光器产生小的光点,其从物体反射并到达照相机的图像平面上。理想的针孔照相机被定向为使得激光束平行于通过焦点中心到图像边缘的光线。这给出从无限远(在图像的一个边缘)到距离qmin(在另一边缘)的距离测量。从类似的三角形,到对象的垂直距离是沿着激光射线的距离还取决于激光器相对于图像轴的角度:d = q / sin( ) .(2)这些方程显示了图像距离和物距之间的双曲关系,其是三角测量的属性。 这种非线性关系造成了确定较长距离的问题 - 距离灵敏度dqdx随距离二次增长。 dq= q 2.(3)dx fs例如,如果1像素图像位移对应于1m处的1cm距离位移,则其对应于2m处的4cm位移。B.单点模块设计标准最小距离(从等式1)和范围分辨率(等式3)的标准在相反的方向上拉动:小的fs乘积给出小的qmin,大的fs具有良好的距离分辨率。LasersdqObjectImager 图II-1类似三角形的三角形几何。 到物体的距离由图像中的激光光斑的角度给出. 在平行于激光束的光线和来自物体的光线之间测量图像的距离x. fs的相对权重由图像传感器确定,因此我们首先决定它。图像传感器应该具有短曝光时间以改善环境光拒绝(第II.E节),并且大量像素用于x的分辨率。我们选择了全局快门CMOS传感器,分辨率为752像素,最短快门时间为35s。每个像素为6m,我们期望能够将激光点分辨在0.1像素或更好的像素内。 利用这些参数,我们可以绘制fs对范围分辨率和最小距离的影响(图II-2)。如果最小距离为20cm或更小,则fs应为900或更小。如果范围分辨率在6m时为30mm或更小,则fs积应大于700.我们选择800作为设备的“最佳点”。 产品fs = 800可以以不同的方式实现,但是偏差朝向紧凑的基线,同时保持焦距合理(更大的焦距需要更长的透镜)。基线为50mm,焦距为16mm,我们选择了这种组合。最后,我们可以确定激光器相对于光轴的角度: = arctan( f (376 *6 m) 82o(4)图II-2相对于fs的最小距离和范围分辨率。 设计标准是保持最小距离小于20cm,范围分辨率小于40mm。 垂直线是一个甜蜜点。C.模块校准设备的总误差是设备参数,点分辨率的误差和设备的校准的函数。此 处的校准是指可能影响设备的理想操作的所有不对准。因为我们使用低成本的光学元件,设计必须考虑到主要的不准确性。主要的是激光指向角,透镜指向角和透镜畸变。激光指向角度。激光器必须垂直指向平行于设备底座的平面,并且朝向相机的主光线以8度角水平指向。低成本的激光模块典型的指向精度最多6度。我们使用激光模块旋转和垂直旋转支架机械补偿指向角。镜头指向角。图II-1的图示出了在同一平面中的激光束和透镜主光线。一般情况下不会是这样。相反,在校准中,我们搜索与所有距离处的激光束最佳对应的水平扫描线。然后我们使用该中心线上下的5条扫描线。如果成像器相对于激光器和焦点的平面不旋转太多,则这些线足以接近理想的平面几何形状。镜头失真。对于低成本的16mm透镜,即使在优化单个波长时,在场边缘的失真将至少为百分之几。这足以成为远距离读数的主要误差,必须进行补偿。我们使用两步校准过程来处理透镜畸变。首先,我们使用以下过程拟合1 / x曲线。将激光点图像对准子像素精度(第II.D节)。对于已知距离处的一组读数,拟合公式1,更重地加权遥远的读数。有两个要优化的参数:乘积fs和用于计算x的像素偏移。1 / x拟合产生图II-3的曲线。虽然数据点看起来好像在曲线上,但是在较大距离处的陡峭斜率意味着小偏差导致大的校准误差(等式3)。图II-4显示了仅在不同距离处由于1 / x曲线拟合而产生的误差。距离到像素误差的灵敏度和来自失真的像素误差的量在较大距离(朝向成像器的边缘)处增加。注意,在小于1m的距离处的校准误差小于2mm。图II-3 1 / x校准曲线。 原始图像值是激光点的质心的像素值,内插到1/32像素图II-4校准误差作为距离的函数。 较大距离处的误差由灵敏度放大。 为了减少校准误差,我们使用离散值为1m及以上的偏移表,并在这些值之间插入实际读数。 这种技术相对于像素定位噪声有效地消除了较大距离处的校准误差(见第II.F节)。只有在设备将在热应力和机械冲击的条件下保持校准时,校准才有用。 透镜元件,成像器,激光器和激光器光学器件之间的物理连接必须是刚性的并且具有低的热变形。 底座的任何导致激光点偏离大于微米的一小部分的相对运动可能导致大的距离误差,特别是在较大距离处。 主要原因是激光器和成像器的相对旋转,由连接它们的底座元件的热膨胀或机械移动引起。图II-5显示了LDS单点模块的框架设计。底盘是铝制的,透镜元件是玻璃,透镜的焦距调整是通过拧入或拧出来的。两个透镜可以通过固定螺钉和胶水锁定。图II-5 LDS单点传感器模块的刚性框架。 成像器和DSP安装在机箱后面的电路板上。 总长7厘米。D.激光点定位. I (i) i/ I (i) .(5)ii 为了减小较大距离处的误差,激光点的图像必须被定位到子像素精度。 我们使用一个简单的质心算法进行本地化。首先,将10像素水平带中的行相加。 然后对所得到的线图像进行微分和平滑,并且使用最大值找到点的中心。 最后,质心计算为 表II-1给出了质心方法的典型结果。 在短距离处,点的图像是几十个像素宽,并且容忍大的STD。 在更长的距离处,点图像变得只有几个像素宽,并且采样效果可能是重要的。 在2 m和4 m的异常读数可能是点在像素边界附近的结果,一个众所周知的效果,找到点的中心4。 我们计划调查匹配滤波器方法更好的子像素定位8 12 。 即使使用质心方法,对于更长的距离,定位为0.2像素或更好。距离.25.30.40.501.02.03.04.05.8参数2.32.21.0.34.02.100.050.200.05表II-1不同距离(m)处的像点点定位的标准偏差。E.环境光拒绝 在大多数环境中,激光点的图像被环境光破坏。拒绝这种干扰的两种技术是时间和波长过滤7。 我们为激光器选择了可见的红色波长(650nm),因为它产生稍微更高的激光输出,用于眼睛安全使用,具有更好的成像器响应,并且比IR波长更容易调试和校准。 20 nm带通滤波器降低环境光通量。 时间滤波使用成像器的全局电子快门以在激光器脉冲时暴露成像器。通过使用短脉冲,可以增加激光功率,同时仍然保持眼睛安全。用于眼睛安全激光器的ANSI Z136.1-2000标准2不允许较短脉冲中的总能量,因此在环境光抑制(有利于短脉冲)和成像器响应(有利于长脉冲和更高总能量)。图II-6绘制了每个脉冲的最大允许曝光(MPE或总能量)和脉冲功率与脉冲宽度的关系曲线。在最小35s的曝光时,脉冲功率可以超过5 mW,这有助于克服环境光干扰。在较长的脉冲时间,脉冲功率下降,而可用于反射的能量基本上增加,并且能够看到较暗的物体。垂直线显示这些值在60s,我们选择的脉冲宽度。Revo将在室外工作,即使在阳光直射下。在海平面和650nm的太阳光下的功率为约1.3×10 -3 mW / mm 2 / nm,因此20nm滤波器给出0.026mW / mm 2。激光点的直径为大约3mm,因此来自点的功率为大约0.17mW / mm 2,比直射阳光大7倍。阳光的存在不影响点定位的STD。然而,当成像仪直接进入灯泡或太阳时,Revo不工作。F.电子处理图像以提供距离读数包括几个步骤:1.脉冲激光和曝光成像器。2.导出成像器行。3.处理行以确定激光点重心。4.计算对应于图像质心的距离。5.形成和传达距离测量。 图II-6最大脉冲功率和最大允许曝光量作为脉冲宽度的函数。 所选的宽度由垂直线表示。 图II -7的框图显示了主要的电子元件。 CMOS成像器具有集成的定时和控制,并且仅需要帧脉冲来开始曝光和随后的10行的读出;相同的脉冲开始激光输出。处理器,DSP,将图像数据直接流入内部存储器,其中它被处理以找到点的质心并将质心位置映射到距离。RS232 out 所有主要组件安装在连接到镜头模块的小型PC板上(见图II-5)。 模块在正常操作中使用小于1W的功率。 曝光和读出顺序进行,而与这些操作并行进行处理。 速度的主要限制是读出10行所花费Blackfin Processor CMOS image Optical encoder LaserSerialdriverflash图II-7主要电子元件的框图。唯一的外部存储器是一个小的串行闪存来保存DSP程序和校准数据。的时间。 使用线的成像器合并,可以在0.25ms内执行曝光处理读出周期,对于每秒4000个距离点的读取速率。G.性能我们以两种方式测试LDS单点模块:1.新校准模块的误差与距离,使用白色目标(> 90反射率)。2.对于10反射率的误差对距离。图II-8显示了具有10和90反射率的目标的激光点定位误差。 这些误差是由于试图将成像器上的激光点的位置定位到子像素精度而产生的随机误差。 使用拟合的1 / x曲线将像素误差转换为距离误差。图II-8 10和90反射率的距离误差。 90反射误差低于3毫米到3米。在3m处,三角测量的灵敏度为78mm /像素,因此定位误差小于0.05像素。在距离增加时,灵敏度开始产生更高的误差。 4 m处的误差是一个异常,由我们的天真质心算法引起。一个有趣的现象是误差不会下降非常低于0.5米。这是因为激光点的表观尺寸增大,并且更多的像素在抽头距离处饱和。因此,更加难以精确地定位点。还产生了10反射率(几乎黑色)的结果。在较大距离处的误差显着较高,显示出局部化的不确定性增加。为了比较,还示出了1 / x曲线的校准误差。在1米及以上,补偿透镜畸变对于获得良好的性能非常重要。即使基线很小,Revo模块也显示出低至6m的误差性能。III。扫描和同步 为了增加单点距离传感器的视场,必须对其进行扫描。三角测量传感器用户的典型扫描配置镜像以偏转激光束并将反射返回到图像传感器。这种布置固有地体积大且难以校准,需要镜子,成像器和激光器之间的精确定位。也难以实现全扫描覆盖 - 通常覆盖是180度或更小。相比之下,Revo模块尺寸小,刚性足以进行机械扫描。在当前的装置中,模块在平面中旋转,产生高达10Hz的全平面扫描。这种独特的机械布置,不需要昂贵的反射镜和随后的对准问题,使得Revo能够可靠地工作,同时保持低制造成本。模块的其它布置也是可能的,例如,可以通过使模块不仅测量单个点,而是测量一组点或激光线来生成完全3D扫描。A.旋转扫描Revo模块安装在轴承上,围绕激光器和成像器之间的中轴旋转(见图I-1)。当模块旋转时,激光器是脉冲的,并且以1度的分辨率读取。在10Hz旋转速率下,这是3600个读数/秒,低于4000个读数/秒的最大速率。激光模块的电源通过旋转中心上的2线滑环提供。与模块的通信是通过短距离射频调制解调器,在115 Kbaud,足以为每次读取发送2字节数据。图III-1 LDS的旋转几何形状,坐标系统以旋转中心为中心c。旋转扫描的几何结构如图III-1所示。 激光偏离旋转中心; 相对于具有旋转中心的原点的固定坐标系,被扫描对象的x,y位置由下式给出 ObjectLaser x,y r B c x'y' rx' y'= r cos, r sin = + .(6)x, y = x'+b cos, y'+b sin 这里,沿着穿过旋转中心并且平行于图像平面(沿着图III-1中的段s)的线测量距离b。B.角同步 Revo在旋转模块上集成了低分辨率光学编码器。固定的径向黑白图案由模块上的两个反射传感器读取。其中一个传感器读取索引标记以给出Revo的标称方向,而另一个传感器读取30cpr模式,用于定时激光和成像器的曝光。使用这种技术,激光读数的角位移对电机速度的变化相对不敏感,允许更便宜的电机和松弛的电机控制。 图IV-1显示了来自Revo的两个重叠范围扫描。 LDS在一个小方形房间的左下角,有几个对象(垃圾桶,桌子)。注意清晰可见的直壁,甚至距离LDS 3米,以一个掠角。第二次扫描的读数几乎完全覆盖第一次扫描的读数。 Revo已成功地用于小型清洁机器人的绘图和定位实验。图IV-1来自Revo LDS的两个叠加的室范围扫描。 有1度间隔的360度读数。 机器人位于左下角; 到远处的最大距离为3.3米。C.耐久性光学模块的机械扫描引起耐久性的问题。中心滑移额定为至少1000小时,对于3年的使用在1小时/天是良好的。当前基于齿轮的外部驱动器已经在连续使用过程中进行了测试几个星期,但由于噪音过大,我们正在重新设计驱动器以具有中心轴承。 驱动器的寿命应由电机寿命决定。IV。 结论在从概念验证传感器到消费产品的转变中存在许多挑战。 最终设备的成本是最重要的,并且必须在材料和电子设备中作出妥协。 Revo的关键驱动因素是激光成像器接口的高刚性和激光点的快速亚像素定位,所有这些都使用标准的低成本光学和电子技术。 Revo应该在2008年4月之前进行量产原型生产。致谢 加利福尼亚州帕洛阿尔托的Neato机器人学院的许多人为Revo的设计和实现做出了贡献。 这些包括华唐,利奥萨利纳斯,尤明刘,泰勒,肯彼得斯,约瑟夫Pinzarrone和营Pe。参考文献1 Alwan,M.,Wagner,M.,Wasson,G.,Sheth,P. Characterization of Infrared Range-Finder PBS-03JN for 2-D Mapping。 ICRA 2005。2美国国家激光安全使用标准,Z136.l-200,美国激光研究所,1993年。3 Blais,F. Review of 20 Years of Range Sensor Development。 电子成像学报(13)1(2004)。4 Fisher,R. B.和D. K. Naidu。 子像素峰值检测算法的比较。 Springer-Verlag,Heidelberg,1996。5 Gutmann,J. S.和K. Konolige。 大循环环境的增量映射。 在CIRA 99,Monterey,California,1999。6 Hokum自动化。 扫描激光测距仪的机器人.http:/www.hokuyo-ut.jp,2005。7Mertz, C., J. Kozar, J.R. Miller, 和 C. Thorpe. 外部使用的眼睛安全光线条,智能车辆研讨会 2002.8Montemerlo, M. 和 S. Thrun. 城市结构的大规模机器人3-d映射。在ISER,新加坡,2004年.9夏普微电子。GP2Y0D02YK0F红外距离传感器。数据表在 .10Strobl,K.H。 DLR多感应手动导向装置:激光条纹轮廓仪。 ICRA 2004。11Wang,X.,J.Gao和L.Wang。 用于图像测量的子像素对象定位的调查。 Proc。 ICIA,2004。12 12韦尔奇,窗口大小和形状的目标图像的子像素中心估计的准确性S. S.影响。 NASA技术文件3331,1993年。13 Zunino,G感应定位和测绘在现实环境中的导航。 里克。 论文,KTH,斯德哥尔摩,2002年。 原文:2008 IEEE International Conference onRobotics and AutomationPasadena, CA, USA, May 19-23, 2008A Low-Cost Laser Distance Sensor Kurt Konolige, Joseph Augenbraun, Nick Donaldson, Charles Fiebig, and Pankaj Shah 1cleaners. Abstract Many indoor robotics systems use laser In this paper we describe a compact, low-cost LDS that rangefinders as their primary sensor for mapping, localization, and obstacle avoidance. The cost and power of is as capable as standard LDS devices, yet is being such systems is a major roadblock to the deployment of low-manufactured for a fraction of their cost: the Revo LDS. cost, efficient consumer robot platforms for home use. In Figure I-1 shows the prototype Revo with its cover this paper, we describe a compact, planar laser distance removed. It has the following characteristics: sensor (LDS) that has capabilities comparable to current 1. Eye-safe (Class I or II). laser scanners: 3 cm accuracy out to 6 m, 10 Hz acquisition, 2. Works under standard indoor lighting conditions, and 1 degree resolution over a full 360 degree scan. The build cost of this device, using COTS electronics and custom and some outdoor conditions. mechanical tooling, is under $30. 3. Measures a full 360 degree planar scan. 4. Has a range from 0.2m to 6m. I. INTRODUCTION5. High resolution: range error < 3 cm at 6 m, angular resolution of 1 degree. One of the most common tasks for mobile robots is to 6. 4000 readings per second (scans up to 10 Hz) make a map and navigate in an environment. To do so, 7. Small size, low power (< 2W) the robot needs to sense its environment in an efficient 8. Standard, commercially-available components. way, looking out to some distance to find obstacles and 9. Low cost: $30 cost to build. build a map that is useful for performing tasks such as vacuuming or delivery. These characteristics make the Revo suitable for consumer While there are many sensors that could be used, laser products, and open the way for high-performance, low-distance sensors are currently the standard sensor in cost mobile robots. Although all of the Revo technologies indoor and outdoor mobile robots. The main reason is the have been used in other devices, to date no-one has utility of the data: an LDS returns distance to objects in its realized that they could be combined to make a low-cost, field of view, unlike (for example) vision sensors, which high-performance sensor. Achieving the above criteria need complicated and error-prone processing before required innovations in design, algorithms, and distances are measured. And unlike other distance sensors integration. The key elements of the Revo are such as sonars or IR sensors, an LDS is capable of fine A compact, rigid point-beam triangulation module angular and distance resolution, realtime behavior incorporating laser, imager, and electronics. With a (hundreds or thousands of point measurements per low-cost CMOS imager and a DSP for subpixel second), and low false positive and negative rates. interpolation, we get good range resolution out to 6 m Efficient algorithms exist for mapping and localization using LDS scans 58. While LDS devices are ubiquitous in research robotics, their high cost has kept them from appearing in consumer robotics such as robot floor cleaners. The Electrolux Trilobite, one of the only cleaners to make a map, relies on sonar sensors 13.2 The barrier to using LDS technology is the cost. The two most common devices, the SICK LMS 200 1 and the Hokuyo URG-04LX 1, cost an order of magnitude more than the simplest robot Manuscript received September 14, 2007. Revised February 4, 2008. K. Konolige is with SRI International, Menlo Park, CA 94025 USA (phone: 650 859-2788; fax: 650 859-3735; e-mail: konolige). J. Augenbraun, N. Donaldson, C. Fiebig, and P. Shah are with Neato Robotics, Menlo Park, CA 94025 USA (e-mail: joe, nick, charles, pankaj). 2 The Samsung VC-RP30W apparently makes a map, but there are no Figure I-1 Revo LDS. Approximate width is 10cm. Round carrier details available on how it does this. spins, holds optical module with laser dot module, imager, and lens. with a 5 cm baseline, at a 4 KHz rate. The key insight to and be reflected. An alternative technology is the Revo is that high precision is possible with a small triangulation: distance to an object is measured by the baseline, because of the digital image sensor. angle of the reflected light. Figure II-1 shows the basic Module rotation to achieve a 360 FOV. Rather than geometry of triangulation. A laser produces a small po

    注意事项

    本文(毕业论文外文翻译-低成本激光距离传感器.docx)为本站会员(豆****)主动上传,淘文阁 - 分享文档赚钱的网站仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知淘文阁 - 分享文档赚钱的网站(点击联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




    关于淘文阁 - 版权申诉 - 用户使用规则 - 积分规则 - 联系我们

    本站为文档C TO C交易模式,本站只提供存储空间、用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。本站仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知淘文阁网,我们立即给予删除!客服QQ:136780468 微信:18945177775 电话:18904686070

    工信部备案号:黑ICP备15003705号 © 2020-2023 www.taowenge.com 淘文阁 

    收起
    展开