8331763654

Rozdział 3

Przegląd sensorów odległości

Sensory odległości to praktyczne narzędzia, w jakie natura wyposażyła kilka gatunków zwierząt. Robotyka mobilna w dużej mierze opiera na nich swoje działanie, gdyż systemy wizyjne są na obecnym stanie technologicznym zbyt mało efektywne. Jak wspomniano we wstępnej części pracy, skanery laserowe w znacznej mierze wyparły inne dalmierze w zastosowaniu do realizacji problemu SLAM. Mimo to, omówione zostaną także pokrótce czujniki światła podczerwonego (IR - ang. Infrared) oraz sonary ultradźwiękowe (US -ang. Ultrasonic).

3.1    Czujniki triangulacyjne, wykorzystujące światło niekoherentne

Dalmierze tego typu charakteryzują się stosunkowo niewielkim zasięgiem pomiarowym. Współcześnie największą ofertę ma firma Sharp, która produkuje czujniki o zasięgu nawet do 5,5 metra [sha09]. Zaletą tych czujników jest niewielki rozmiar i pobór prądu (średnio 35 mA przy napięciu 4,5-5,5 V).

3.1.1    Zasada działania

Pojedynczy pomiar polega na emisji skupionej modulowanej wąskiej wiązki światła z zakresu podczerwieni w kierunku przeszkody i następnym zarejestrowaniu promienia odbitego przez czujnik PSD (ang. Position Sensitive Detector) lub matrycę CCD (ang. Charge Coupled Device). W obu przypadkach do przeliczenia sygnału zwrotnego wykorzystuje się zasadę triangulacji [Paz02]. Odbita wiązka rejestrowana jest przez detektor pod pewnym kątem <p, który w znacznej mierze zależny jest od odległości do przeszkody. Obrazuje to rys. 3.1.

Zakładając, że przeszkoda znajduje się w skończonej odległości d od urządzenia, zapisać możemy zależność:

^tan^ ⁼ ^ ⁼ ^’ ⁽³¹⁾

10