P1080327

9. Układy sensoryczne

b)    Przetwornik Dyskryminator

fotooptyczny fezy

Rysunek 9    ______

Odległościomierz laserowy, w którym są wykorzystane promienie modulowane: a) impulsowo, b) ciągle [88]

Rysunek 9    __

Schemat budowy miernika odległości; 1 — interfejs cyfrowy, 2 — mikrokomputer, i - "'W' ście cyfrowe, 4 — zestaw pomiaru czasu, 5 — półprzewodnikowa dioda laserowa, 6 - o®* biomik fotodiody

czasów rzędu pojedynczych nanosekund. Zaletą tego typu rozwiązania jest możliwość stosowania optyki współosiowej (oś nadajnika pokrywa się z osią odbiornika, np. optyka Cassegraina). Taka konfiguracja wpływa korzystnie n> 300 wielkość i zawartość konstrukcji czujnika.

Dodatkową zaletą jest możliwość oddzielenia elementu optycznego od układu przetwarzającego liczbę impulsów. Taki system pomiarowy składa się z lekkiej wagowo i małej głowicy optycznej i oddzielonej skrzynki elektronicznej, połączonej podwójnym włóknem szklanym z łącznikami po obu stronach (rys. 9.34).

Za pomocą czujników laserowych jest możliwe określenie odległości z dużą dokładnością. Interferometr mierzy zmianę przemieszczenia przez zliczanie liczby długości fal światła laserowego helenowo-neonowego (HeNe) padającego na optyczny detektor. Długość fali światła wynosi 0,633 pm. Przez dalsze dzielenie długości fali można otrzymać rozdzielczość pomiarową 1,25 nm.

9.6.3. Skanery laserowe

Skanery laserowe stosowane w robotach mobilnych spełniają trzy funkcje:

-    układu|seńsorycznego służącego do tworzenia mapy bitowej środowiska (hali fabrycznej),

-    układu^ sensorycznego umożliwiającego lokalizację robota względem znaczników lub obiektów znajdujących się w mapie bitowej środowiska,

-    układu sensorycznego umożliwiającego wykrywanie przeszkód.

Najczęściej używane są dwa rodzaje skanerów laserowych:

-    skanery wykonujące pomiary odległości według zasady triangulacji,

-    skanery mierzące odległości na podstawie pomiaru czasu między impulsem wysłanym w kierunku obiektu a impulsem powracającym od obiektu.

Przykład rozbudowanego układu skanera działającego według zasady trian-gulacji pokazano na rys. 9.35. Skanery laserowe są aktywnymi czujnikami wizyjnymi, gdyż mają wbudowane własne źródło promieniowania i obserwowana scena nie musi być oświetlana (co jest niezbędne w przypadku zastosowania systemów wizyjnych).

Linijka detektorów

^RVainek 9.35^__

Zastosowanie skanera laserowego w systemie lokalizacji robota [88]

W nowoczesnych układach są stosowane lasery półprzewodnikowe, które niewielkie wymiary, dużą moc promieniowania i są tanie. Ich dodatkową ^ardzo istotną zaletą jest to, że emitowane promieniowanie podczerwone pod ^Wz8lędem długości fali pokrywa się z maksymalną czułością układu odbior-