机器人常用避障传感器

机器人避障的第一步，是让机器人能够感知周围环境。一般来说，我们需要通过传感器给机器人提供周围环境的参数指标。例如障碍物的尺寸、形状和位置等。目前避障使用的传感器各种各样，其特点和适用范围也不同。根据不同的原理，可分为：超声波传感器、红外传感器、激光传感器和视觉传感器等。

1）超声波传感器
超声波传感器的原理是：先发出超声波，然后检测反射波的延迟，根据声速计算目标与物体之间的距离。由于超声波在空气中的速度和湿度，温度有关，在实践中，需要考虑到这些因素的变化。另外，超声波传感器的有效距离，一般小于10m，并且会有最小约几十毫米的检测盲点，它只能用于小型项目。超声波传感器成本低廉，技术成熟，原理简单，是最常用的传感器。

2）红外传感器
红外传感器大多基于三角测量原理。发射器以一定的角度向待测物体发射红外光束，被物体反射回来后用另一个接收器检测到，会得到一个偏移值。利用几何关系可以根据发射角度计算得到传感器与物体的距离。常见的红外传感器的测量距离都比较近，小于超声波传感器的距离。另外，对于透明的物体（例如玻璃等）红外线会穿透的材质，红外传感器是无法检测距离的。

3）激光传感器
激光传感器原理类似前一个方法，只是用激光替代了红外线来测量距离。常用的测距方式是由发射器发出持续时间很短的脉冲激光，由接收器接收返回的信号，根据入射波与反射波的延时，测出与目标的实际距离。由于光速比声速快很多，这种测量方式往往用于大型测量，如航天研究中，而并不适合对精度要求很高的领域。

4）视觉传感器
视觉传感器利用多个传感器联合使用，通过复杂的算法模拟计算出物体的形状、速度、距离等。这种方法虽然探测范围比较宽阔，获取信息量也大，但是对机器人内置的处理器的要求比较高，且由于处理时间的存在，导致对环境的实时反应差。此外，它也会收到雾霾等光学因素的干扰。