红外避障传感器.pdf

红外避障传感器IMBstandardizationoffice[IMB5AB-IMBK08-IMB2C]二.红外避障传感器1.避障传感器主要包括：超声波避障传感器红外避障传感器激光避障传感器等等。考虑到发射光线是光可以希望在相当短的时间内获得较多的红外传感器测量值以及测距范围较近大致为30cm以内所以我们选择红外避障传感器安装在机器人上。2.红外避障传感器的优点：(1)环境适应性好在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光；(2)被动式工作隐蔽性好不易被干扰；(3)靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测因而识别伪装目标的能力优于可见光；(4)红外系统的体积小、质量轻、功耗低；(5)不受电磁波的干扰、非噪声源、可实现非接触性测量。3.红外避障传感器的不足：由于传感器测量光的差异其受环境的影响非常大物体的颜色、方向、周围的光线都能导致较大的测量误差。4.工作原理：(1)红外避障传感器：具有一对红外信号发射与接收二极管发射管发射一定频率的红外信号接收管接收这种频率的红外信号当传感器的检测方向遇到障碍物(反射面)时红外信号反射回来被接收管接收经过处理之后通过数字传感器接口返回到机器人主机机红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高.电阻发生变化通过转换电路变成电信号输出。(2)热敏检测元件热阻效应：物质的电阻率随温度变化的物理现象叫热阻效应。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示即Rt=RtO[l+a(t-tO)]式中Rt为温度(时的阻值；RtO为温度tO(通常tO=O°C)时对应电阻值；a为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值；A、B取决于半导体材料的结构的常数。(3)光电检测元件光电效应：在高于某特定频率的电磁波照射下某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流即光生电分为外光电效应和内光电效应。光电导效应：在光线作用下电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态而引起材料电导率的变化。当光照射到光电导体上时若这个光电导体为本征半导体材料且光辐射能量又足够强光电材料价带上的电子将被激发到导带上去使光导体的电导率变大。基于这种效应的光电器件有光敏电阻。(4)红外发射二极管的选择红外发射二极管分为很多种。红外发射二极管一般按峰值波长(入p)主要为：、现在市场上使用较多为和两种。本850nms870nms880nms940nm980nm850nm940nm次设计所使用的是峰值波长为940nm的红外发射二极管。940nm红外发射二极管优点：光强度高响应速度快可用脉冲驱动无色透明环氧树脂。其主要应用领域：红外遥控系统红外探测系统红外幕墙保安系统磁带、光盘监测器光电开关/光传感器主动红外夜视仪电脑、手机等便携设备的红外数据传输系统。在使用红外发射二极管时发射管的辐射强度(Power)与输入电流(If)成正比。辐射强度：Power(单位:WW/srW/cm2)用以表示红外线发