夏普红外测距传感器想自己做个机器人？别急，技术宅教你传感器选型

发布时间：2024-10-07 05:10:14

想自己做个机器人？别急，技术宅教你传感器选型

人类已经全面开启机器人智能时代。阿尔法狗更是创造了人工智能的神话。很多朋友估计也想做一个属于自己的小机器人。别着急，今天技术宅就教你如何正确选型机器人避障传感器。

一：超声波传感器：

超生波传感器检测距离原理是发出超声波再检测到发出的超声波，同时根据声速计算出物体的距离。根据其原理可以知道其缺点有下2个：

（1）：声音的速度受温度和风向的干扰，有可能被吸音面给吸收。

（2）：由于声音的发散性非常强，因此在多个超声波模块一起使用的时候回造成干扰。

采用的模块是：XKC-ME007Y-TX, 产品在25cm 至450cm 范围内，能够准确探测出与平面物体间的距离，并且在25cm 至150cm 范围内，能够准确测人。

但是该产品有较大的3个缺陷：

（1）: 模块检测最小距离为25cm,在25cm 内有物体,将获得不准确信号；

(2)测距时，被测物体的面积不小于0.2 平方米且平面尽量平整，否则会影响测试结果；

(3)超声波模块安装时探头避免被硬物体挤压。

并且超声波模块的测试死区较大，因此不适合家庭服务的复杂狭小环境的测试。

二：夏普红外传感器：

夏普红外测距传感器。Sharp是传感器行业比较优秀公司，质量比较可靠一致性好。Sharp的红外传感器都是基于一个原理，三角测量原理。红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，如图所示。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L，利用三角关系，在知道了发射角度a，偏移距L，中心矩X，以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。

可以看到，当D的距离足够近的时候，L值会相当大，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。这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键，也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。要检测越是远的物体，CCD的分辨率要求就越高。由红外传感器工作原理可以得出一个缺点：检测的最小距离太大。其实不光有最小限制，还具有非线性。电压不规则变化，这些在实际检测的时候都需要通过软件进行修正。由于是通过光线检测距离其还具有一个可以预见的缺点，对于近似黑体的物体无法检测距离。优点也很明显：由于是大厂制作，一致性比较好。且由于是光检测距离，其反应速度比超声波传感器要快。

三：STMicroelectronics VL53L0X飞行时间测距传感器

STMicroelectronics VL53L0X飞行时间测距传感器是新一代激光测距模块，采用市场上尺寸最小的一种封装。 VL53LOX是完全集成的传感器，配有嵌入式红外、人眼安全激光，先进的滤波器和超高速光子探测阵列。该模块在距离上完全符合机器人的需求。通过数据手册可知，此传感器的波长为940nm因此可以继续使用公司目前选用的透红外材料。单个模块价格40元左右，如果自己生产成本可以继续压缩。该模块驱动代码目前已经调试完毕。具体测试参数见相关测试文档。

四：激光雷达：

优点测试范围光，距离远。

下面选择了几款可以替换的产品：

（1）HZH-C6 PRO：

数据手册：

缺点：模块精度一般，尺寸较大。

（2）激光雷达L10：

数据手册：

优点：通讯协议简单，上电就可以使用，测量范围大精度高

以上模块有一个共同的缺点，就是成本较高，单个模块价格在1500元左右。

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常州市局前街小学师生在第30届江苏省青少年科技创新大赛斩获佳绩

在刚刚闭幕的第30届江苏省青少年科技创新大赛中，来自常州市局前街小学教育集团的师生共获得了2个省一等奖，3个省二等奖，2个省三等奖和2项专项奖。

本届大赛由江苏省科协、省教育厅、省科技厅、省发改委、省文明办、省生态环境厅、省体育局、团省委、省妇联、省知识产权局共同主办。大赛前期共有20多万中小学生参与，经过县区级和市级的层层选拔，来自全省13个地级市代表队近400名参赛选手和辅导员参加了23-24日举行的开幕式、公开展示、创新项目路演、封闭问辩、专项奖颁奖、科学讨论会等主要活动。

接下来请看局小师生的精彩展示

由李波老师指导顾智铖设计的科学发明《一种智能化简易操作全景相机》获得了小学组一等奖。

本项目针对目前全景云台体积大，携带不便，拍摄照片容易变形、价格昂贵等缺点，设计了一种小巧、便携、易于控制、图片还原度高的VR 全景拍摄装置。该产品可使普通安卓手机变身全景相机，实现高像素、低成本、便携、易用等特点，可广泛应用于旅游、房地产、地形勘测等领域。

由陆丹怡、徐婉玉老师指导邓子辰、常仪、吴昕晔共同研究的科学研究《我们的 STEM 抽丝机》获得了小学组一等奖。

他们为了探究“蚕茧大小是否与蚕丝长短有关？”“蚕茧大小是否与蚕丝粗细有关？”等问题，利用科学课堂上所学的知识，参考了一些资料，用常见的材料，制作出了能高效、自动、准确计数的抽丝机，并利用他们自己的发明作品进行科学探究，并在老师的帮助下撰写了论文《我们的STEM抽丝机》。

李波老师的科技辅导员创新成果《基于数字化电路的“小车运动的快慢”实验装置》获得了辅导员组二等奖。

该项目使用夏普红外测距模块传感器进行精确测距，数字化电路提供持续稳定的电压改变拉力大小，计时模块严格控制时间，Arduino主板通过传感器采集数据输出至电脑，生成excel数据表进行数据统计与分析，从而帮助学生可以有效地规避“小车运动的快慢”实验中的不可控因素，使得实验操作更加简便易行，实验方法更加科学严谨，实验结果更有说服力。

陆丹怡老师的科技辅导员创新成果《基于 STEM 教育下对蚕茧抽丝实验的改进》获得了辅导员组二等奖。