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稱重傳感器的誤差類型與避障常用的傳感器介紹

  1,特性誤差,特性誤差的定義就是:設備本身固有的,它是設備理想的,公認的轉移功能特性以及真實特性之間的差,這種誤差包括DC漂移值,斜面的不正確或斜面的非線形。

  2,動態誤差許多傳感器的特性與校準都是適用靜態條件下的,這意味著使用的輸入參數是靜態或類似于靜態的,很多傳感器具有較強阻尼,所以它們不會對輸入參數的改變進行快速響應,例如,熱敏電阻需要數秒才能響應溫度的階躍改變。

  3,插入誤差是當系統中插入一個傳感器時,因為改變了測量參數而產生的誤差,一般是在進行電子測量時會出現這樣的問題,不過在其他方式的測量中也會出現類似問題,比如一個伏特計在回路中測量電壓,它必定會有一個固有阻抗,比回路阻抗要大很多,或者出現回路負荷,這個時候,讀數就會有很大的誤差,這種類型的誤差產生的原因是使用了一個對系統(如,壓力系統)而言過于大的變送器,或者是系統的動態特性過于遲緩,或者是系統中自加熱加載了過多的熱能,所以,熱敏電阻不會立即跳躍至新的阻抗,或產生突變,相反,它是慢慢地改變為新的值,因此,如果具有延遲特性的稱重傳感器對溫度的快速改變進行響應,輸出的波形將失真,因為其間包含了動態誤差,產生動態誤差的因素有響應時間,振幅失真以及相位失真。

  4,環境誤差來源于傳感器使用的環境,稱重傳感器因素包括溫度,或是擺動,震動,海拔,化學物質揮發或者其他因素,這些經常影響傳感器的特性,因此在霍爾電流傳感器實際應用中,這些因素總是被分類集中在一起的。

  5,應用誤差是操作人員產生的,這也就意味著產生的原因很多,比如,溫度測量時產生的誤差,包括探針放置錯誤或探針以及測量地點之間不正確的絕緣,另外一些應用誤差包括空氣或其他氣體的凈化過程中產生的錯誤,應用誤差也涉及變送器的錯誤放置,因而正或負的壓力將對正確的讀數造成影響。

  移動機器人智能的一個重要標志就是自主導航,而實現機器人自主導航有個基本要求——避障,下面讓我們來了解一下移動機器人的避障,避障是指移動機器人根據采集的障礙物的狀態信息,在行走過程中通過傳感器感知到妨礙其通行的靜態和動態物體時,按照一定的方法進行有效地避障,最后達到目標點。

  實現避障與導航的必要條件是環境感知,在未知或者是部分未知的環境下避障需要通過傳感器獲取周圍環境信息,包括障礙物的尺寸,形狀和位置等信息,因此傳感器技術在移動機器人避障中起著十分重要的作用,避障使用的傳感器主要有超聲傳感器,視覺傳感器,紅外傳感器,激光傳感器等。

  移動機器人避障常用的傳感器。

  1,激光傳感器。

  激光測距傳感器利用激光來測量到被測物體的距離或者被測物體的位移等參數,比較常用的測距方法是由脈沖激光器發出持續時間極短的脈沖激光,經過待測距離后射到被測目標,回波返回,由光電探測器接收,根據主波信號和回波信號之間的間隔,即激光脈沖從激光器到被測目標之間的往返時間,霍爾電壓傳感器就可以算出待測目標的距離,由于光速很快,使得在測小距離時光束往返時間極短,因此這種方法不適合測量精度要求很高的(亞毫米級別)距離,一般若要求精度非常高,常用三角法,相位法等方法測量。

  2,視覺傳感器。

  視覺傳感器的優點是探測范圍廣,獲取信息豐富,實際應用中常使用多個視覺傳感器或者與其它傳感器配合使用,通過一定的算法可以得到物體的形狀,距離,速度等諸多信息,或是利用一個攝像機的序列圖像來計算目標的距離和速度,還可采用SSD算法,根據一個鏡頭的運動圖像來計算機器人與目標的相對位移,但在圖像處理中,邊緣銳化,特征提取等圖像處理方法計算量大,實時性差,對處理機要求高,且視覺測距法檢測不能檢測到玻璃等透明障礙物的存在,另外受視場光線強弱,煙霧的影響很大。

  3,紅外傳感器。

  大多數紅外傳感器測距都是基于三角測量原理,紅外發射器按照一定的角度發射紅外光束,當遇到物體以后,光束會反射回來,如圖所示,反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后,會獲得一個偏移值L,利用三角關系,在知道了發射角度α,偏移距L,中心矩X,以及濾鏡的焦距f以后,傳感器到物體的距離D就可以通過幾何關系計算出來了,紅外傳感器的優點是不受可見光影響,白天黑夜均可測量,角度靈敏度高,結構簡單,價格較便宜,可以快速感知物體的存在,但測量時受環境影響很大,物體的顏色,方向,周圍的光線都能導致測量誤差,測量不夠精確。

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