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20是一个旋转得反射镜，将激光光束或者超声波按一定间隔反射出去，然后根据旋转得角度和时 间差来得到不同角度得距离值。是用很典型得TOF原理。
不过对于激光传感器而言，有3种检测方式： 1）使用脉冲激光，按一定间隔发射激光，然后计算返回时间。这种方法和超声波一样，但是激光速度太快，所以
/zyzbm/blog/item/486b6d1237ccea53f819b893.html
2011-11-22
机器人常见传感器原理简介_天方夜谭_空间Page 2 of 3
对检测元件要求太高，一般LaserScanner不用这种方式。 2）使用不同频率得激光，按照一点顺序，发射不同频率得激光，通过检测返回光束得频率来得到距离。 3）相位差。多数激光传感器用得是这种方法。通过检测发射激光和反射激光得相位差来得到距离。 红外传感器：是利用三角测量法。 三角测量法（Triangulation-based):就是把发射器和接受器按照一定距离安装，然后与被探测的点形成一个三角形
Flux-gate 原理的电子罗盘 陀螺仪：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。目前最好的光 电陀螺仪能提供100KHz的采样频率，同时提供0.0001degress/hr的分辨率。但是价格也是同样昂贵。 GPS系统：这个相比不需要太多的解释。GPS系统分为标准GPS和差分GPS系统。标准GPS系统能提供15m的误差 定位，而差分GPS系统能提供高达1m内误差的定位。如果再考虑相位差信号的话，最新的GPS设备能提供精确到10cm 的定位坐标。怪不得美国人现在的导弹精确度如此之高。
静止状态
物体趋近
物体远离 目前还没有适合小型移动机器人的相关传感器出现。 视觉传感器：摄像头都是属于视觉传感器，目前200元一个的网络摄像头也都可以用作机器人的视觉传感器。
二维磁场传感器KMZ52
类别：电子 |
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关键字：传感器,红外传感器,激光传感器,GPS,编码器,传感器原理 ________________________________________ 感知系统是机器人能够实现自主化的必须部分。这一章，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。 根据传感器的作用分，一般传感器分为： 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。 外部传感器（外界传感器）：主要测量外界环境，比如距离测量，声音，光线。 根据传感器的运行方式，可以分为： 被动式传感器：传感器本身不发出能量，比如CCD，CMOS摄像头传感器，靠捕获外界光线来获得信息。 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 产生干扰。 传感器一般有以下几个指标： 动态范围：是指传感器能检测的范围。比如电流传感器能够测量1mA－20A的电流，那么这个传感器的测量范围就 是10log（20/0.001)=43dB. 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测量值了。比 如超声波传感器对近距离的物体无法测量。 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，它的分辨率可能是5mA，也就是说小于5mA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。 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。 频率：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20HZ，也就是说每秒钟能扫描20次。 下面介绍一下常用的传感器： 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。
3
匿名网友
2009-12-26 12:35 | 回复
非常感谢！
4 2011-07-04 22:41 | 回复 了解了很多
诚品创想
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/zyzbm/blog/item/486b6d1237ccea53f819b893.html
2011-11-22
机器人常见传感器原理简介_天方夜谭_空间光电编码器的原理 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，比如编码器一起使用才能获得比较好的定位效果。主要有 hall-effect和flux-gate两种：
Hall-Effect 原理的电子罗盘
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网友评论：
1
depressprin ce
2008-11-16 18:49 | 回复 受益了！
2
匿名网友
2009-08-20 17:22 | 回复
bucuo
差分GPS系统(DGPS) 超声波传感器：超声波传感器是基于TOF原理。首先发射一组声波脉冲信号，然后一个积分器就开始计算发射时 间。一个返回信号阀值接着就会被设定来接受回波信号，这个阀值会随着时间的增加而减小，因为回波会随着距离的 增加而发散，从而强度变小。但是在刚发射信号的时候，返回信号的阀值会被设定的很高以防止发射波直接触发接受 器，但是这样造成一个问题，就是如果检测的距离很短，在阀值没有下降之前，返回信号已经到达接收器，这时，接 收器会认为这个返回信号是刚发出的信号，从而拒绝接受。超声波传感器就会有一个探测盲区，没法这样对近距离物 体探测。一般超声波探测器的频率为40Hz，探测范围为12c'm－5m，精度为98%-99.1%,分辨率为2cm。同时超声波是 一个20－40度角的面探测，所以可以使用若干个超声波组成一个超声波阵列来获得180度甚至360的探测范围。 超声 波还有其它几个缺点，比如交叉感应，扫描频率低，尤其是使用超声波阵列的时候，还有回波衰减，折射等问题。不 过对于移动机器人来说，超声波还是目前最廉价和有效的传感器。 TOF（time of flight):TOF 原理就是 距离＝速度×时间，比如声波传输速度是0.3m/ms,如果3m的距离，需要10ms 才能到达。然后通过计算这个返回的时间差来确定距离。但是如果是光速的话，光速是0.3m/ns，同样3m的距离，光 只要10ns就到了。这就对检测元件提出了非常高的要求。这也是激光传感器价格居高不下的原因。
的三个顶点，由于发射器和接收器的距离已知，发射角度已知，反射角度也可以被检测到。因此检测点到发射器的距 离就可以求出。假设发射角度是90度的情况，
D=f(L/x) L=发射器和接收器的距离 x＝接受波的偏移距离 f（）是函数。 由此可见，D是由1/x决定的，所以用这个测量法可以测得距离非常近的物体，目前最精确可以到1um的分辨率。但 是由于D同时也是L的函数，要增加测量距离就必须增大L值。所以不能探测远距离物体。 但是如果将红外传感器和超声波传感器同时应用于机器人，就能提供全范围的探测范围了，超声波传感器的盲区正 好可以由红外传感器来弥补。 多普勒效应传感器：主要用于探测移动物体的速度。目前战斗机上用的雷达就是基于这个原理的。主要用于躲避快 速移动障埃物。 多普勒原理（Doppler)：假设发射器以频率ft发射波，接收器以频率fr接受波，发射器和接收器之间的相对速度为 v。 如果发射器在移动，则 fr=ft/(1+v/c) 如果接收器在移动，则 fr=ft(1+v/c) 通过计算多普勒频移来得到相对速度v。 f=ft-fr=2*ft*v*cosA/c f=多普勒频移 A＝发射波和运动角度差
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机器人常见传感器原理简介
2007-07-12 14:45
简介：介绍了机器人中常用的传感器的原理。包括：红外传感器，超声波传感器，陀螺仪，GPS，电子罗盘，激光 传感器，编码盘以及多普勒传感器。同时也介绍了TOF测量法和三角测量法。