常用传感器原理精选PPT.ppt
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1、关于常用传感器原理关于常用传感器原理第1页,讲稿共21张,创作于星期日感知系统是机器人能够实现自主化的必须部分。下面将介绍一下移动机器人中所采用的传感器以及如何从传感器系统中采集所需要的信号。第2页,讲稿共21张,创作于星期日根据传感器的作用分,一般传感器分为:根据传感器的作用分,一般传感器分为:n n内部传感器(体内传感器)内部传感器(体内传感器)内部传感器(体内传感器)内部传感器(体内传感器):主要测量机器人内部系统,比如温度,电机速度,电机载荷,电池电压等。n n外部传感器(外界传感器)外部传感器(外界传感器)外部传感器(外界传感器)外部传感器(外界传感器):主要测量外界环境,比如距:主
2、要测量外界环境,比如距离测量,声音,光线。离测量,声音,光线。第3页,讲稿共21张,创作于星期日根据传感器的运行方式,可以分为:根据传感器的运行方式,可以分为:n n被动式传感器:被动式传感器:被动式传感器:被动式传感器:传感器本身不发出能量,比如传感器本身不发出能量,比如CCDCCD,CMOSCMOS摄像头传感器,靠捕获外界光线来获得信息。n n主动式传感器:主动式传感器:主动式传感器:主动式传感器:传感器会发出探测信号。比如超声波,红外,激光。但是此类传感器的反射信号会受到很多物质的影响,从而影响准确的信号获得。同时,信号还狠容易受到干扰,比如相邻两个机器人都发出超声波,这些信号就会产生干
3、扰。第4页,讲稿共21张,创作于星期日传感器一般有以下几个指标:n n动态范围n n分辨率分辨率 n n线性度 n n频率 第5页,讲稿共21张,创作于星期日 动态范围:动态范围:是指传感器能检测的范围。比如电流传感器能够是指传感器能检测的范围。比如电流传感器能够测量测量1mA1mA20A20A的电流,那么这个传感器的测量范围就的电流,那么这个传感器的测量范围就是是10log(20/0.001)=43dB.20/0.001)=43dB.如果传感器的输入超出如果传感器的输入超出了传感器的测量范围,那么传感器就不会显示正确的了传感器的测量范围,那么传感器就不会显示正确的测量值了。比如超声波传感器对
4、近距离的物体无法测测量值了。比如超声波传感器对近距离的物体无法测量。量。第6页,讲稿共21张,创作于星期日n n分辨率:分辨率:分辨率是指传感器能测量的最小差异。比如电流传感器,它的分分辨率是指传感器能测量的最小差异。比如电流传感器,它的分辨率可能是辨率可能是5mA5mA,也就是说小于,也就是说小于5mA5mA的电流差异,它没法检测出。的电流差异,它没法检测出。当然越高分辨率的传感器价格就越贵。当然越高分辨率的传感器价格就越贵。n n线性度:这是一个非常重要的指标来衡量传感器输入和输出的关系。这是一个非常重要的指标来衡量传感器输入和输出的关系。n n频率:频率:是指传感器的采样速度。比如一个超
5、声波传感器的采样速度为是指传感器的采样速度。比如一个超声波传感器的采样速度为20HZ20HZ,也就是说每秒钟能扫描,也就是说每秒钟能扫描2020次。次。第7页,讲稿共21张,创作于星期日常用传感器常用传感器n n编码器:编码器:主要用于测量电机的旋转角度和速度。任何用电机的地方,都可以用编码器来作为传感器来获得电机的输出。第8页,讲稿共21张,创作于星期日绝对型编码器绝对型编码器第9页,讲稿共21张,创作于星期日增量型编码器增量型编码器第10页,讲稿共21张,创作于星期日电子罗盘:电子罗盘:电子罗盘:电子罗盘:可以检测机器人与地球南北极之间的角度,从而获可以检测机器人与地球南北极之间的角度,从
6、而获得机器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物体都会造成得机器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物体都会造成罗盘失灵,比如扬声器。所以要配合其它传感器,比如编码器罗盘失灵,比如扬声器。所以要配合其它传感器,比如编码器一起使用才能获得比较好的定位效果。主要有一起使用才能获得比较好的定位效果。主要有hall-effecthall-effect和和flux-gateflux-gate两种:两种:第11页,讲稿共21张,创作于星期日n n陀螺仪:陀螺仪:陀螺仪:陀螺仪:又分机械陀螺仪和光电陀螺仪。可以检测绝对朝向。又分机械陀螺仪和光电陀螺仪。可以检测绝对朝向。但是目前价格过高,只在飞机上采用。目前
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