不同材质障碍物对激光测距传感器的影响
不同材质障碍物对激光测距传感器的影响
作者:沙沙;王洪阳;
随着机械技术、通讯技术、自控技术、自动控制技术等技术的不断融合和发展,智能机器人在许多领域得到了广泛的应用,尤其是环境恶劣、人类无法达到的区域,机器人对障碍物的检测成为了一个十分活跃的研究领域。在机器人对障碍物检测过程中,需要对障碍物的位置信息进行实时采集,才能保证障碍物位置信息检测的准确性,使机器人可以顺利的移动到目标地。相对于其他类型的传感器,激光测距传感器是机器人检测障碍物用途中使用比较多的传感器,它主要的作用通过扫面周围环境来建立机器人作业区域,并在机器人运动过程中对周围障碍物位置信息进行扫描,将障碍物的位置信息及时的、准确的反馈给机器人,确保机器人在作业区域内能够安全平稳的移动。但激光测距传感器在使用过程中受障碍物材质的影响较大,本文主要研究激光测距传感器对不同材质的障碍物的测量,来证明不同材质的障碍物对激光测距传感器测量精度的影响,分别使用 10米激光测距传感器和 30米激光测距传感器进行实验。
1、测量原理
1.1测试
分别将吸光和反光两种材质的障碍物放置在激光测距传感器前方,通过激光测距传感器测试软件、理论计算、实际测量,得到激光测距传感器到障碍物的距离,记录三组数据:
1.1.1 激光测试距离:激光测距传感器测试软件显示的数据。
1.1.2 理论计算距离:使用公式计算不同直径的障碍物通过激光测距传感器检测的最大距离。
1.1.3实测距离:使用卷尺测量激光测距传感器的不同直径的障碍物距离。对比数据,查看激光测距传感器测量精度,对比数据,验证不同材质障碍物对激光测距传感器的影响。
1.2激光测距传感器测量障碍物理论距离计算方法
10m和30m激光均发散1080束激光,扫描范围为270°,两束相邻激光夹角a=0.25°,激光测距传感器到障碍物距离为X,障碍物直径为R。首先制作障碍物,然后使用卡尺测量障碍物执行R并计算半径r,最后计算理论距离X。
2、测量数据
通过以上测量数据可得出不论是 10 米激光测距传感器还是 30 米激光测距传感器,不同材质障碍物均会影响到激光测距传感器的检测。
3.1 10米激光测距传感器
3.1.1当障碍物为吸光物质时,激光测试距离小于理论计算距离。
3.1.2当障碍物为反光物质时,激光测试距离大于理论计算距离。
3.1.3当障碍物为其它物质(除玻璃)时,激光测试距离受激光刀障碍物的距离影响:a.当激光与障碍物的距离小于约7米时,激光测试距离大于理论计算距离;b。当激光与障碍物的距离大约7米时,激光测试距离小于理论计算距离。
3.2 30米激光测距传感器
3.2.1当障碍物为反光物质时:
a.当激光与障碍物的距离小于约4.5米时,激光测试距离大于理论计算距离;b.当激光与障碍物的距离大于约4.5米时,激光测试距离小于理论计算距离;c.激光与障碍物的距离超过约4.5吗时,没有4.5米前灵敏(障碍物直径超过约20mm)。
3.2.2当障碍物为反光物质时,激光测试距离大于理论计算距离。
3.2.3当障碍物为其它物质(除玻璃)时,激光测试距离大于理论计算距离。
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