三角法紅外測距原理介紹

2022-12-15 17:30:02 字數 805 閱讀 2097

工作原理:

sharp的紅外感測器都是基於乙個原理,三角測量原理。紅外發射器按照一定的角度發射紅外光束,當遇到物體以後,光束會反射回來,如圖1所示。反射回來的紅外光線被ccd檢測器檢測到以後,會獲得乙個偏移值l,利用三角關係,在知道了發射角度a,偏移距l,中心矩x,以及濾鏡的焦距f以後,感測器到物體的距離d就可以通過幾何關係計算出來了。

圖1:三角測量原理

可以看到,當d的距離足夠近的時候,l值會相當大,超過ccd的探測範圍,這時,雖然物體很近,但是感測器反而看不到了。當物體距離d很大時,l值就會很小。這時ccd檢測器能否分辨得出這個很小的l值成為關鍵,也就是說ccd的解析度決定能不能獲得足夠精確的l值。

要檢測越是遠的物體,ccd的解析度要求就越高。

非線性輸出:

sharpgs2xx系列的感測器的輸出是非線性的。沒個型號的輸出曲線都不同。所以,在實際使用前,最好能對所使用的感測器進行一下校正。

對每個型號的感測器建立一張曲線圖,以便在實際使用中獲得真實有效的測量資料。下圖是典型的sharpgp2d12的輸出曲線圖。

圖2:sharpgp2d12輸出曲線

從上圖中,可以看到,當被探測物體的距離小於10cm的時候,輸出電壓急劇下降,也就是說從電壓讀數來看,物體的距離應該是越來越遠了。但是實際上並不是這樣的,想象一下,你的機械人本來正在慢慢的靠近障礙物,突然發現障礙物消失了,一般來說,你的控制程式會讓你的機械人以全速移動,結果就是,"砰"的一聲。當然了,解決這個方法也不是沒有,這裡有個小技巧。

只需要改變一下感測器的安裝位置,使它到機械人的外圍的距離大於最小探測距離就可以了。如圖3所示:

圖3:可以避免探測誤差的安裝圖示

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