【導(dǎo)讀】機(jī)器人自主定位導(dǎo)航看是簡(jiǎn)單實(shí)則需根據(jù)地圖數(shù)據(jù)+算法的結(jié)合實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化自動(dòng)導(dǎo)航；機(jī)器人導(dǎo)航可以分為三個(gè)部分，包括定位、建圖以及運(yùn)動(dòng)控制。而自主導(dǎo)航需要解決的是智能移動(dòng)機(jī)器人與環(huán)境進(jìn)行自主交互，尤其是點(diǎn)到點(diǎn)自主移動(dòng)的問(wèn)題，這需要更多的技術(shù)支持。下面我們通過(guò)用于機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航的超聲波傳感器這篇文章來(lái)了解機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航的相關(guān)技術(shù)支持。
眾所周知，在動(dòng)物界中螞蟻和蜜蜂都是出色的導(dǎo)航員。撒哈拉沙漠螞蟻可以在高于60°C的惡劣條件下覓食并生存下去。在這種極端環(huán)境下，它們無(wú)法像其他螞蟻一樣使用信息素跟蹤自己的長(zhǎng)距離路程返回巢穴。相反，他們采用一種被稱為路徑集成的生物計(jì)算。它們通過(guò)天空亮度指南針(它們看待天空亮度顏色的模式和我們?nèi)祟愑泻艽蟮牟顒e)和計(jì)量學(xué)刺激來(lái)估計(jì)當(dāng)前的位置。路徑集成不僅可用于安全返回巢穴，還有助于學(xué)習(xí)所謂的矢量記憶。這些記憶已經(jīng)被證明足以讓螞蟻和蜜蜂產(chǎn)生目標(biāo)導(dǎo)向的導(dǎo)航。由于這些能力能夠讓螞蟻和蜜蜂導(dǎo)航數(shù)百里，所以這種控制系統(tǒng)在人造代理設(shè)備的應(yīng)用上具有很大的潛力。
隨著科技自動(dòng)化的發(fā)展，人類憑借機(jī)器學(xué)習(xí)和受昆蟲(chóng)啟發(fā)的基于矢量的導(dǎo)航系統(tǒng)，代理設(shè)備可以無(wú)需依靠GPS就能夠達(dá)到關(guān)鍵地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。機(jī)器人可以使用攝像機(jī)和其他傳感器獲得的信息，根據(jù)環(huán)境感官線索學(xué)習(xí)如何獨(dú)立導(dǎo)航。
障礙物的有效規(guī)避
基于圖像的人體部位檢測(cè)的深度學(xué)習(xí)，我們可以看到孩子在機(jī)器人面前移動(dòng)，可能阻礙住了機(jī)器人，機(jī)器人要識(shí)別出這是人還是自行車，所以這就需要對(duì)人體部位進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別不僅需要激光雷達(dá)，還需要多傳感器數(shù)據(jù)的融合，實(shí)現(xiàn)有效避障和自主導(dǎo)航。工釆網(wǎng)提供兩款超聲波傳感器倒是用于機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航他們分別是：
超聲波避障傳感器MB1043是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設(shè)計(jì)上，不僅對(duì)干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對(duì)于大小不同的目標(biāo)，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補(bǔ)償。另外還具備標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)部溫度補(bǔ)償，使得測(cè)量出來(lái)的距離數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，它是一款很不錯(cuò)的低成本解決方案！
機(jī)器人超聲波傳感器 - MB7360是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設(shè)計(jì)上，不僅對(duì)干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對(duì)于大小不同的目標(biāo)，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補(bǔ)償。另外還具備標(biāo)準(zhǔn)的的內(nèi)部溫度補(bǔ)償，可選的外部溫度補(bǔ)償，使得測(cè)量出來(lái)的距離數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)。直接輸出精確的距離讀數(shù)，節(jié)省了MCU的資源，更合適應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。
超聲波定位導(dǎo)航
超聲波定位導(dǎo)航的工作原理是由超聲波傳感器發(fā)射探頭發(fā)射出超聲波,超聲波在介質(zhì)中遇到障礙物而返回接收裝置。通過(guò)接收自身發(fā)射的超聲波反射信號(hào)，根據(jù)超聲波發(fā)出及回波接收時(shí)間差及傳播速度，計(jì)算出傳播距離S，就能得到障礙物到機(jī)器人的距離，即有公式： S=Tv/2 式中，T—超聲波發(fā)射和接收的時(shí)間差；v—超聲波在介質(zhì)中傳播的波速。
優(yōu)點(diǎn)：
成本低廉；
可以識(shí)別紅外傳感器識(shí)別不了的物體，比如玻璃、鏡子、黑體等障礙物；
缺點(diǎn)：
容易受天氣、周圍環(huán)境（鏡面反射或者有限的波束角)等以及障礙物陰影，表面粗糙等外界環(huán)境的影響；由于超聲波在空氣中的傳播距離比較短，所以適用范圍較小，測(cè)距距離較短。采集速度慢，導(dǎo)航精度差；
為解決超聲波定位導(dǎo)航中的不足，本文提供了超聲波傳感器 - MB1004的解決方案，該傳感器是一款專門有高低電平報(bào)警信號(hào)輸出的接近傳感器，可測(cè)范圍可達(dá)213cm，適用于行人檢測(cè)、停車檢測(cè)等。當(dāng)行人進(jìn)入檢測(cè)范圍內(nèi)，MB1004就會(huì)輸出由低電平變成高電平的報(bào)警信號(hào)。同時(shí)它也具備輸出目標(biāo)具體距離的功能，通過(guò)RS232輸出距離數(shù)據(jù)。MB1004是一款非常低成本的人體檢測(cè)超聲波傳感器。同樣適用于接近區(qū)域探測(cè)、行人檢測(cè) 展臺(tái)/信息亭、機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航、自主導(dǎo)航、多傳感器陣列、近距離檢測(cè)等領(lǐng)域。
