机器人避障需要哪些传感器？

自主導(dǎo)航技術(shù)是現(xiàn)代智能移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)行走的重要標(biāo)志，而避障又是實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的基本要求，它是指機(jī)器人在行走過(guò)程中通過(guò)傳感器感知到的防礙其運(yùn)動(dòng)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)物體，按照一定的算法進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑更新，繞開(kāi)障礙物，并最終到達(dá)目的地。

在機(jī)器人的自主移動(dòng)中，傳感器發(fā)揮了十分重要的作用，它能夠?qū)崟r(shí)感知周圍環(huán)境信息，包括障礙物的尺寸、形狀、位置、姿態(tài)等，避障使用的傳感器種類很多，均有各自不同的特點(diǎn)及原理，其中會(huì)涉及到視覺(jué)、超聲波、紅外、激光雷達(dá)等多種傳感器。

視覺(jué)傳感器：主要利用單目、雙目攝像頭、深度攝像機(jī)、視頻信號(hào)數(shù)字化設(shè)備或基于DSP的快速信號(hào)處理器等其他外部設(shè)備獲取圖像，然后對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理，將采集到的圖像信息進(jìn)行壓縮，反饋到由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法構(gòu)成的學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，然后由子系統(tǒng)將采集到的圖像信息與機(jī)器人的實(shí)際位置聯(lián)系起來(lái)，完成定位。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方式多元化及無(wú)傳感器探測(cè)距離限制，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但受環(huán)境光影響較大、在暗處（無(wú)紋理區(qū)域）無(wú)法工作。

超聲波傳感器：超聲波傳感器可以檢測(cè)到玻璃、鏡子等透明材質(zhì)，其主要是通過(guò)發(fā)射探頭發(fā)射出超聲波，超聲波在介質(zhì)中遇到障礙物而返回接收裝置，通過(guò)接收自身發(fā)射的超聲波反射信號(hào)，根據(jù)超聲波發(fā)出及回波接收時(shí)間差及傳播速度，計(jì)算出傳播距離，就能得到障礙物與機(jī)器人之間的距離，但超聲波傳感器易受天氣及周圍環(huán)境（鏡面發(fā)射或者有限的波束角）以及障礙物陰影、表面粗糙等外界環(huán)境的影響，且適用范圍較小，測(cè)距距離較短。

紅外線傳感器：紅外傳感器主要是通過(guò)紅外線IR標(biāo)識(shí)發(fā)射調(diào)制的紅外射線，通過(guò)安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進(jìn)行定位。具有測(cè)量范圍廣、測(cè)距距離遠(yuǎn)、響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但檢測(cè)的最小距離太大，對(duì)于近乎黑體、透明的物體無(wú)法檢測(cè)距離，只適合短距離傳播，且在有遮擋物的情況下無(wú)法正常工作，需要在每個(gè)房間、走廊安裝接收天線、鋪設(shè)導(dǎo)航，總體來(lái)說(shuō)應(yīng)用于機(jī)器人定位導(dǎo)航領(lǐng)域造價(jià)過(guò)高，且過(guò)于繁瑣。

激光雷達(dá)：激光雷達(dá)猶如人類的眼睛，是一種可以探測(cè)物體精確位置的傳感器，其主要是通過(guò)對(duì)目標(biāo)物發(fā)射激光信號(hào)，再根據(jù)從物體反射回來(lái)的信號(hào)時(shí)間差來(lái)計(jì)算這段距離，然后再發(fā)射激光的角度來(lái)確定物體和發(fā)射器的角度，從而得出物體與發(fā)射器的相對(duì)位置。

雖然機(jī)器人擁有眾多傳感器，但在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的導(dǎo)航及避障中，激光雷達(dá)仍是目前最成熟，也最為核心的傳感器，通過(guò)激光雷達(dá)，機(jī)器人可以實(shí)時(shí)掃描獲取周圍環(huán)境的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，結(jié)合相應(yīng)的SLAM算法，機(jī)器人可在未知環(huán)境中（沒(méi)有預(yù)先錄入地圖的情況下）實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航，判斷到達(dá)目的地的最佳路徑，并規(guī)避障礙物，順利到達(dá)目的地。

以思嵐科技的RPLIDAR系列激光雷達(dá)來(lái)說(shuō)，作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人定位導(dǎo)航技術(shù)提供商，思嵐科技在相關(guān)核心傳感器領(lǐng)域已有多年研發(fā)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，旗下的RPLIDAR系列激光雷達(dá)如今已廣泛應(yīng)用于餐廳、銀行、商場(chǎng)、園區(qū)等各大服務(wù)機(jī)器人場(chǎng)景中。

從三角測(cè)距激光雷達(dá)RPLIDAR A1、A2、A3再到TOF激光雷達(dá)RPLIDAR S1，思嵐科技實(shí)現(xiàn)了多重突破，不僅實(shí)現(xiàn)了三角測(cè)距激光雷達(dá)難以突破20米的測(cè)距局限，在采樣率上也突破了上萬(wàn)次大關(guān)，刷新了業(yè)內(nèi)對(duì)于三角測(cè)距激光雷達(dá)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，思嵐科技也是我國(guó)第一個(gè)低成本激光雷達(dá)供應(yīng)商，早前，我國(guó)激光雷達(dá)市場(chǎng)份額基本被國(guó)外壟斷，且價(jià)格高昂，大多企業(yè)難以承受，為此，思嵐科技建立了一套新玩法，采用圖像的方法進(jìn)行激光雷達(dá)的設(shè)計(jì)，通過(guò)拍攝光到目標(biāo)物體后在攝像頭呈現(xiàn)的畫(huà)面，根據(jù)遠(yuǎn)近不同導(dǎo)致相機(jī)畫(huà)面尺寸的變化來(lái)求得距離。因此，打破了行業(yè)壟斷及技術(shù)瓶頸，為我國(guó)推出了低成本高性能的激光雷達(dá)。