割草机器人传感器.ppt
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1、割草机器人的传感器,简介:,传感系统是自动割草机器人感知自身状态以及外界环境信息的重要单元。为了实现割草机器人的预计工作目标,就要感知割草机器人所处工作环境的静态及动态信息,使其相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化。同时,为了保证工作区域内人和动物的安全,还应采取相应的安全机制。根据各种传感器不同的功能和特性,割草机器人通常采用的如下的六大类传感器。,分类:,1电子篱笆传感器2超声波传感器3红外传感器4接触传感器5雨水传感器6倾角开关传感器,1.电子篱笆传感器,原理:电子篱笆传感器其实就是一种电涡流式传感器,它依据的是法拉第电磁感应定律因磁通量变化产生感应电动势的现象。电子篱笆传
2、感器感应的是电子篱笆所发出的一定频率的脉冲信号,感应线圈在靠近通有交变电流的篱笆电线边界的时候,会产生出感应的电流和电压,根据检测在特定频率下的信号可以得到割草机是否接近边界的条件。,应用:电子篱笆部分是整个自动割草机的核心,一方面可以保证割草机始终在电子篱笆所围的范围内割草,另一方面是割草机返回充电所依据的路线。它主要用于探测割草范围的边缘。初期采用QBJ-3800XL-A01,价格为:35元左右。,布置位置:,电子篱笆探头的放置位置如图所示。其中,A3、A4这两个电子篱笆探头主要用于检测前端电子篱笆区域,如果检测到,执行转向后退的动作。A1、A2则是用于进入基站的时候寻线使用,割草机在进入
3、基站的时候,依据这两个寻线的探头一直走回基站,并且A1、A2也可以在自动割草的时候发挥作用,可以避免割草机走出边界,特别是在割草区域的边角地带,成为处理边界算法中的一个重要的辅助信号。,2.超声波传感器,原理:,压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波;同时它接收到超声波时,也能转变成电能。它既作发送,也能作接收。这里选用小型超声波传感器,它适用于在空气中传播,工作频率一般为40-45KHZ。我们选用T/R-40-12型,其价格为5-10元。超声波传感器的探测范围为10cm一3m。,应用:超声波传感器主要针对割草机器人遇到的突发性障碍物如绿篱、建筑、花
4、圃、池塘等静态障碍物,以及小孩、动物等动态障碍物进行探测,是避障环节最主要的一个传感器。,避障基本思想是:在避障的时候候,移动机器人通过传感器实时探测出其离障碍的距离d,再分析d的大小来决定自身的走向,使移动机器人避障的同时充分的接近障碍。,优点:超声波传感器由于具有成本低、安装方便、不易受电磁和光线烟雾影响、时间信息直观等特点,在移动机器人控制领域中有着广泛的应用;而且由于超声波的波长非常短,可以聚集成狭小的发射线束而呈直线状播散,所以传播具有一定的方向性。缺点:当超声波信号在发射的瞬间,有部分声波会直接进入接受端,从而产生很强的虚假发射波,造成串扰现象。为了有效地避免串扰现象,需要进行软件
5、延时处理,从而导致所谓的探测“盲区”。,布置位置:,超声波测距系统共采用八个超声波传感器。根据智能割草机器人避障要求,将八组超声波传感嚣安装车体的周围,具体分配如下:正前方、左前方、右前方和后方各一个,左边和右边各两对。这样就可以确保能探测到前方和侧面的障碍物。然后采用采用传感器融合技术获取障碍物的方向、距离等信息,3.红外传感器,原理:红外传感器工作原理是采用发射固定波长的红外线并接收同一回波的主动方式,是一种能将红外辐射能转换成电能的光敏器件。红外线传感器的测试范围为5mm30cm。,应用:在实际应用中,由于红外传感器测量范围较近,因此它一般与超声波传感器结合使用,用于障碍物的测量,以实现
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