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适用于室内移动机器人的最佳超声波传感器(续篇)

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发表于 2019-3-29 15:48:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
近年来万物互联、智能感知时代的加速到来,自动化生产需求的不断释放,机器人基础与前沿技术也在迅猛发展促使机器人产业发展迎来了巨大爆发,以往国产工业机器人的应用主要集中在搬运与上下料、焊接与钎焊、装配、加工等领域,现今,机器人产业涉及工程材料、机械控制、传感器、自动化、计算机、生命科学等各个领域,据前瞻产业研究院《中国互联网+机器人行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2018年,中国工业机器人产量延续了2017年的景气度,月产量持续上升。20181-12月,全国工业机器人产量为147682套,同比增长4.6%,虽增速大幅度下滑,但总体保持了上升的趋势。

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虽然我国机器人产业发展正面临着无数的机遇和挑战,但就如何把握趋势,化阻力为动力,工采网小编曾经写过一篇题为《传感器解决机器人发展四大问题智能化进程再提速》文章,文中提及过在未来,随着万物互联、智能感知时代的加速到来,机器人迈入信息化、智能化的新时代将大势所趋,要想实现这一升级发展,对于机器人发展影响最大的几门技术之中,除了人工智能、大数据、定位导航等之外,传感器技术也起着至关重要的作用。
本文主要围绕超声波传感器电源电压处理、传感器操作期间的超声波传感器自校准、传感器对连续噪声源的抑制、传感器在非连续噪声源在运行过程中的抑制等问题来解决《适用于室内移动机器人的最佳超声波传感器》相关应用技术。
一、超声波传感器电源电压处理
工采网提供的MB1033MB1030MB1240这三款传感器都在其额定电压范围(3.3V5V电源内运行良好。即使电源电压发生变化,MB1033MB1240传感器也能自动正常运行。

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其中MB1030通电运行时自动校准电源调节电压,该传感器可正常工作。如果电源电压在运行期间下降或增加,则必须关闭电源并重新接通电源,以使传感器校准到不同的工作电压,需要注意以下3点:
1重新校准传感器可使MB1030在各种电压,温度和安装范围内正常工作。
2用户必须能够重新为MB1030传感器供电,以重新校准传感器。
3MB1030传感器消耗的电流非常小,因此很多时候它可以通过数字微控制器引脚供电。
MB1030或传感器线路(LV-MaxSonar-EZ)不建议用于传感器运行时电源电压可能下降或增加的应用,除非用户重新校准(重新供电)传感器。
二、传感器操作期间的超声波传感器自校准
MB1033MB1240传感器在出厂时已经过校准,经过校准的传感器可以检测到近距离区域内的物体。例如:用户在安装这两款传感器的时候出现线路安装异常,原因可能是用户项目应用的问题。其次,MaxBotix的工厂校准将允许传感器正常工作。这通常是在大容量应用程序中完成的,其中传感器校准在操作温度范围内进行测试,然后针对特定的应用程序进行调优。通常,客户将为该测试购买非重复的工程,并且还将获得一个带有自定义部件号的传感器,允许MaxBotix提供与该应用程序匹配的产品。以MB1033举例说明:MB1030具有一个独特的校准例行电源。这使得传感器能够了解周围的环境。校准有助于拒绝从安装到接近6英寸的障碍返回。每次传感器通电后,它都会了解传感器周围的区域。移除电源和应用电源允许用户重新校准传感器。这使得用户可以在大范围的电压、温度和支架上使用该部件。
同时用户还需要注意3个方面
1、重新校准传感器允许MB1030在各种电压,温度和安装范围内正常工作;
2用户必须能够重新为MB1030传感器供电,以重新校准传感器;
2、MB1030传感器消耗的电流非常小,因此很多时候它可以通过数字微控制器引脚供电。
综上所述如果一个物体在通电过程中离传感器很近,但在正常操作中不存在,则应继续检测物体。然而,在这种情况下,传感器可能无法像在其他情况下那样探测到非常近的距离内的物体。
三、传感器对连续噪声源的抑制
所有MaxBotix传感器设计都能很好地处理连续噪声源。像来自电风扇的噪音甚至无人机螺旋桨发出的噪音通常都会被屏蔽。在特定的环境中测试传感器时,为了在高噪声环境中获得最佳的运行效果,工采网技术人员建议用户使用XL-MaxSonar-EZ系列的传感器,如MB1240传感器,该传感器具有更高的声功率,而且由于具有更好的信噪比,运行将更加可靠。
四、传感器在非连续噪声源在运行过程中的抑制
MB1033传感器举例说明:假设MB1033传感器是连续工作的,不需要开或关。当打开或关闭时,该传感器工作得最好,因此允许其内部滤波工作。当引脚4高举或保持打开状态时,MB1033传感器将继续向高于目标阈值的目标报告范围。
当引脚4升高或打开时,MB1030MB1240传感器将报告与第一次返回值对应的大于目标阈值的范围。通常情况下,传感器会在传感器的视场范围内探测到声目标。然而,来自外部噪声源(如另一个传感器)的声音干扰会导致MB1030MB1240报告不一致/不正确的距离。
此外,当在同一机器人上使用多个传感器时,必须使用引脚4命令传感器读取范围读数,其中引脚4保持低电平,然后在需要范围读数时变为高电平。这降低了同一机器人上的其他传感器检测的可能性。

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