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避障常用哪些传感器
不管是要进行导航规划还是避障，感知周边环境信息是***步。就避障来说，移动机器人需要通过传感器 实时获取自身周围障碍物信息，包括尺寸、形状和位置等信息。避障使用的传感器多种多样，各有不同的原理和特点，目前常见的主要有视觉传感器、激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。下面我简单介绍一下这几种传感器的基本工作原理。
红外
一般的红外测距都是采用三角测距的原理。红外发射器按照一定角度发射红外光束，遇到物体之后，光会反向回来，检测到反射光之后，通过结构上的几何三角关系，就可以计算出物体距离D。
当D的距离足够近的时候，上图中L值会相当大，如果超过CCD的探测范围，这时，虽然物体很近，但是传感器反而看不到了。当物体距离D很大时，L值就会很小，测量量精度会变差。因此，常见的红外传感器 测量距离都比较近，小于超声波，同时远距离测量也有最小距离的限制。另外，对于透明的或者近似黑体的物体，红外传感器是无法检测距离的。但相对于超声来说，红外传感器具有更高的带宽。
激光
常见的激光雷达是基于飞行时间的（ToF，time of flight），通过测量激光的飞行时间来进行测距d=ct/2，类似于前面提到的超声测距公式，其中d是距离，c是光速，t是从发射到接收的时间间隔。激光雷达包括发射器和接收器 ，发射器用激光照射目标，接收器接收反向回的光波。机械式的激光雷达包括一个带有镜子的机械机构，镜子的旋转使得光束可以覆盖 一个平面，这样我们就可以测量到一个平面上的距离信息。
对飞行时间的测量也有不同的方法，比如使用脉冲激光，然后类似前面讲的超声方案，直接测量占用的时间，但因为光速远高于声速，需要非常高精度的时间测量元件，所以非常昂贵；另一种发射调频后的连续激光波，通过测量接收到的反射波之间的差频来测量时间。
超声波
超声波传感器的基本原理是测量超声波的飞行时间，通过d=vt/2测量距离，其中d是距离，v是声速，t是 飞行时间。由于超声波在空气中的速度与温湿度有关，在比较***的测量中，需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。上面这个图就是超声波传感器信号的一个示意。通过压电或静电变送器产生一个频率在几十kHz的超声波脉冲组成波包，系统检测高于某阈值的反向声波，检测到后使用测量到的飞行时间计算距离。超声波传感器一般作用距离较短，普通的有效探测距离都在几米，但是会有一个几十毫米左右的最小探测盲区。由于超声传感器的成本低、实现方法简单、技术成熟，是移动机器人中常用的传感器。超声波传感器也有一些缺点，首先看下面这个图。因为声音是锥形传播的，所以我们实际测到的距离并不是 一个点，而是某个锥形角度范围内最近物体的距离。
另外，超声波的测量周期较长，比如3米左右的物体，声波传输这么远的距离需要约20ms的时间。再者，不同材料对声波的反射或者吸引是不相同的，还有多个超声传感器之间有可能会互相干扰，这都是实际应用的过程中需要考虑的。
产品名称 | PBS-03JN, LED 区域障碍检测传感器 |
供电电压 | 24VDC (18-30VDC) |
供电电流 | <250ma(<100ma,照明关闭） |
激光光源 | 红外线LED |
监测对象和范围 | 300×300mm 白纸；0.2 to 3m×2m（原点是扫描中心位置），扫描角度180° |
区域设置输出1 | 0-10m 自由设定（10m 不是***值） |
区域设置输出2,3 | 矩形设定/ 扇形设定/ ***比设定 |
2种扫描模式 | 每个区域可单独设置输出 |
滞后 | <监测距离的10% |
输出 | 光电耦合/NPN 开集电极输出（30VDC<50mA）； 输出1,2,3：OFF= 探测到物体； 故障输出：ON= 正常工作 |
输入（1-4） | 光电耦合输入（共阳极，每个输入电流>4mA）， 可用于切换监测区域 |
监测区域设置 | 监测区域转换：通过[ 输入1, 2, 3, 4] 来设定区域； 发射停止：[ 输入1, 2, 3, 4] 同时为ON； |
输出响应时间 | <180msec 100msec="">； <280msec，2个扫描模式（100msec 区域转换时间除外） |
输入响应时间 | 周期：1 个扫描时间（100msec） |
指示灯 | 电源（绿）：故障时闪烁； |
连接线长 | 1m |
环境照明 | 卤素/ 汞灯：<10,000lx, 日光灯：<6,000lx |
环境温湿度 | -10 to +50 degrees C,<85%RH（无凝露） |
振动 | 双振幅1.5mm 10 to 55Hz, 每轴2 个小时 |
冲击 | 490m/s2, 10 次, X, Y, Z 方向 |
防护等级 | IP64(IEC 标准) |
寿命 | 5 years（电动机寿命） |
材料 | 前面：Polycarbonate, 后面：ABS |
重量 | 约500g |
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