简述轮式移动机器人控制系统中的传感器.pdf

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1、第27卷第5期机电产品开簋与纠新V01．27，No．5呈Q!兰生呈旦里!：!!!!竺竺垦!竺!：!!!!!!!兰!!坐!!!苎兰!竺!皇!堂竺!!!竺曼皇巳：!呈Q!兰文章编号：1002-6673(2014)05—013—03简述轮式移动机器人控制系统中的传感器李神奇，宋凯(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：传感器是轮式移动机器人的眼睛，轮式移动机器人用它感知周围环境，并且从周围环境中获取信息。以进行下一步操作。论文介绍了控制系统中各种传感器的原理和它在移动机器人中的应用。传感器是轮式移动机器人实现自动智能化控制的重要器件

2、。轮式移动机器人控制系统中的传感器分为外部传感器和内部传感器。关键词：轮式移动机器人；控制系统；自动智能化控制；外部传感器；内部传感器中图分类号：TP242文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1002—6673．2014．05．005TheBriefDescriptionoftheSensorsintheWheeledMobileRobotControlSystemLIShen-Qi，SONGKai(SchoolofMechanicalElectronicandInformationEngineering。ChinaUniversity

3、ofMiningandTechnology∞eijin93，Beijing100083，China)Abstract：Thesensorsarewheeledmobilerobot’seyes，thewheeledmobilerobotusedthemtosensetheenvironment，andobtaininforma—don舶mthesurroundingenvironment．toproceedtothenextstepoperation．Thispaperintroducestheprincipleofvarioussensorsinth

4、econtrolsystemanditsapphcationinmobilerobot．Thesensorsareimportantdevicesofautomaticintelligentcontrolofthewheeledmobilerobot．TheSensonofwheeledmobilerobotcontrolsystemisdividedintointernalandexternalsensor．Keywords：wheeledmobilerobot；controlsystem；automaticintelligentcontrol；th

5、eextemalsensor；theinternalsensor0引言近年来．轮式移动机器人应用于煤矿井下，主要研究有煤矿井下避障机器人和救援机器人。由于煤矿井下的环境比较复杂，需要对未知环境的探测比较多，以及对传感器的要求比较高。因此本文主要介绍了轮式移动机器人中的传感器。它们的使用原理和在机器人中的应用。1轮式移动机器人的外部传感器1．1激光测距仪激光测距扫描仪的介绍。激光测距仪的光源为激光。测量的距离的范围比超声波远。激光测距仪的功能有机器人测距、环境扫描、特征扫描等功能，是轮式移动机器人实现自主移动的传感器之一。由于激光测距仪的范围广和扫描数据

6、量大．因此该传感器利用无线通信系统将所得信息传递给上位机进行处理【1】。修稿日期：2014—05—21作者简介：李神奇(1992一)。男，陕西汉中人，现为中国矿业大学(北京)机械工程及其自动化专业本科生。1．2激光测距仪的测量方法(1)三角法：三角法是一种最简单的测量方法。如图1所示。物体被来自光源的激光照射，然后反射给探测器。探测器和光源位于同一基线，它们之间的水平距离为B，激光光源与物体之间的角度为B，其中距离B和角度B都是已知的。从而就可以求出物体与探测器之间的距离H。其几何关系为：H=Btanl3上述方法只给出一个点的测量值。假设使光源一检测其

7、组合在一个平面内移动，就可以得到一组点．它们到检测器的距离是已知的。因此对物体进行扫描时。只需要记录检测器的位姿轨迹，就可以将这些距离转换为三维坐标．从而测出物体的空间配置。就可以为移动机器人的行走提供路线，⋯，或者说为移动机器人的避障提供依靠。从而达到自主智能化移动[21。一苎图l三角测量法Fig．1Triangulationmethod13·开发与创新·(2)相位法。如图2所示，假设波长为入的激光束被分成两柬，一束经过距离L到达相位测量装置，另一束经过距离d到达反射面。反射光束经过的总距离为：d7=L+2cl假设d=O，此时d7=L，参考光束和反射

8、光束同时到达相位测量装置。若令d增大，则反射光束将经过较长的路径，因此，在测量点处两光束之间产