传感器黑体 用于工业机器人中的各类传感器，你都知道几种？

用于工业机器人中的各类传感器，你都知道几种？

在工业自动化领域，机器人需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。一份报告预测，到2021年，全球工业机器人传感器市场将以约8％的复合年增长率（CAGR）稳步增长。对于包括消费者和汽车在内的机器人传感应用，另一份报告明确指出，到2027年，视觉系统将单独成就57亿美元的市场，力传感器市场将超过69亿美元。

下面列出了工业机器人中最常用到的传感器。

二维视觉是一个可以执行从检测运动物体到传输带上的零件定位等多种任务的摄像头。许多智能相机都可以检测零件并协助机器人确定零件的位置，机器人可以根据接收到的信息适当调整其动作。

三维视觉传感器

三维视觉系统必须拥有两个不同角度的摄像机或激光扫描器，用以检测对象的第三维度。例如，零件取放便是利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析并选择最好的拾取方式。

力/力矩传感器

如果说视觉传感器给了机器人眼睛，那么力/力矩传感器则给机器人带去了触觉。机器人利用力/力矩传感器感知末端执行器的力度。多数情况下，力/力矩传感器位于机器人和夹具之间，这样，所有反馈到夹具上的力都在机器人的监控之中。有了力/力矩传感器，装配、人工引导、示教、力度限制等应用才得以实现。

碰撞检测传感器

这种传感器有各种不同的形式，其主要应用是为作业人员提供一个安全的工作环境，协作机器人最需要它们。一些传感器可以是某种触觉识别系统，通过柔软的表面感知压力，给机器人发送信号，限制或停止机器人的运动。

一些传感器还可以直接内置在机器人中。有些公司利用加速度计反馈，还有些则使用电流反馈。在这两种情况下，当机器人感知到异常的力度时，便触发紧急停止，从而确保安全。

要想让工业机器人与人进行协作，首先要找出可以保证作业人员安全的方法。这些传感器有各种形式，从摄像头到激光等，目的是告诉机器人周围的状况。有些安全系统可以设置成当有人出现在特定的区域/空间时，机器人会自动减速运行，如果人员继续靠近，机器人则会停止工作。最简单的例子是电梯门上的激光安全传感器。当激光检测到障碍物时，电梯门会立即停止并退回，以避免碰撞。

其它传感器

市场上还有很多的传感器适用于不同的应用。例如焊缝追踪传感器等。

触觉传感器也越来越受欢迎。这类传感器一般安装在抓手上，用来检测和感觉抓取的物体是什么。传感器通常能够检测力度并得出力度分布的情况，从而知道对象的确切位置，让你可以控制抓取的位置和末端执行器的抓取力度。另外还有一些触觉传感器可以检测热量的变化。

视觉和接近传感器类似于自动驾驶车辆所需的传感器，包括摄像头、红外线、声纳、超声波、雷达和激光雷达。某些情况下可以使用多个摄像头，尤其是立体视觉。将这些传感器组合起来使用，机器人便可以确定尺寸，识别物体，并确定其距离。

射频识别（RFID）传感可以提供识别码并允许得到许可的机器人获取其他信息。

麦克风（声学传感器）帮助工业机器人接收语音命令并识别熟悉环境中的异常声音。如果加上压电传感器，还可以识别并消除振动引起的噪声，避免机器人错误理解语音命令。先进的算法甚至可以让机器人了解说话者的情绪。

温度传感是机器人自我诊断的一部分，可用于确定其周遭的环境，避免潜在的有害热源。利用化学、光学和颜色传感器，机器人能够评估、调整和检测其环境中存在的问题。

对于可以走路、跑步甚至跳舞的人形机器人，稳定性是一个主要问题。它们需要与智能手机相同类型的传感器，以便提供机器人的准确位置数据。在这些应用采用了具有3轴加速度计、3轴陀螺仪和3轴磁力计的9自由度（9DOF）传感器或惯性测量单元（IMU）。

传感器是实现软件智能的关键组件，没有传感器，很多复杂的操作就不能实现。它们不仅实现了复杂的操作，同时也保证这些操作在进行的过程中得到良好的控制。

工业机器人避障主要用到哪些传感器？

移动机器人需要通过传感器实时获取周围的障碍物信息，包括尺寸、形状和位置信息，来实现避障。避障使用的传感器有很多种，目前常见的有视觉传感器、激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。

超声波传感器

超声波传感器的基本原理是测量超声波的飞行时间，通过d=vt/2测量距离，其中d是距离，v是声速，t是飞行时间。

上图是超声波传感器信号的一个示意。通过压电或静电变送器产生一个频率在几十kHz的超声波脉冲组成波包，系统检测高于某阈值的反向声波，然后使用测量到的飞行时间计算距离。超声波传感器一般作用距离较短，普通的有效探测距离几米，但是会有一个几十毫米左右的最小探测盲区。由于超声传感器成本低、实现方法简单、技术成熟，是移动机器人中常用的传感器。

红外传感器

一般的红外测距都是采用三角测距的原理。红外发射器按照一定角度发射红外光束，遇到物体之后，光会反向回来，检测到反射光之后，通过结构上的几何三角关系，就可以计算出物体距离D。

当D的距离足够近的时候，上图中L值会相当大，如果超过CCD的探测范围，虽然物体很近，传感器反而看不到了。当物体距离D很大时，L值就会很小，测量精度会变差。因此，常见的红外传感器的测量距离都比较近，小于超声波，同时远距离测量也有最小距离的限制。另外，对于透明的或者近似黑体的物体，红外传感器是无法检测距离的。但相对于超声来说，红外传感器具有更高的带宽。

激光传感器

常见的激光雷达是基于飞行时间的（ToF，time of flight），通过测量激光的飞行时间来测距d=ct/2，类似前面提到的超声测距公式，其中d是距离，c是光速，t是从发射到接收的时间间隔。

比较简单的方案是测量反射光的相移，传感器以已知的频率发射一定幅度的调制光，并测量发射和反向信号之间的相移，如上图。

调制信号的波长为lamda=c/f，其中c是光速，f是调制频率，测量到发射和反射光束之间的相移差theta之后，距离可由lamda*theta/4pi计算得到，如上图。

视觉传感器

常用的计算机视觉方案也有很多种， 比如双目视觉，基于TOF的深度相机，基于结构光的深度相机等。

基于结构光的深度相机发射出的光会生成相对随机但又固定的斑点图样，光斑打在物体上，因为与摄像头距离不同，被摄像头捕捉到的位置也不相同。先计算斑点与标定的标准图案在不同位置的偏移，利用摄像头位置、传感器大小等参数就可以计算出物体与摄像头的距离。

双目视觉的测距本质上也是三角测距法，由于两个摄像头的位置不同，就像人的两只眼睛一样，看到的物体也不一样。两个摄像头看到的同一个点P，在成像的时候会有不同的像素位置，此时通过三角测距就可以测出这个点的距离。

工程师用一根棉花棒将无人机测温精度提升至05度

新华网

DJI大疆行业应用今日推出无人机体温测量应急解决方案，利用一根棉花棒的简单改装将御2行业双光版无人机在规范条件下的体温测量精度提升到±0.5度(数据在无风、无阳光直射条件下测得)，旨在帮助防疫前线人员轻松部署无接触体温测量工作。这是大疆行业应用在新冠肺炎疫情期间继“疆军战疫2.0”发布四大场景五大支持以来，再一次用创新为前线解决问题。

增加测温标定支架的御2行业双光版无人机

创新测温方案 让无人机测温更靠谱

一根棉花棒的应用，即“简易黑体”的引入成为了提升测温精度的关键。大疆推出的《御2行业双光版体温测量指导书》介绍，在御2行业双光版的热成像镜头上增加测温标定支架后，棉花棒作为温度参考固定在红外热成像相机视野之内，再利用额温枪对无人机的测温进行校准，随后即可使用无人机进行体温测量，该方案大幅度提高了无人机进行人体测温的精度，减少测温误差到±0.5℃。

大疆行业应用相关负责人张晓楠表示，御2行业双光版在经过软硬件调试和不同场景试验验证，可满足2-3米距离下，对高速路口外地人员、小区高层隔离人员等各类人员的无接触筛查需求，一旦发现温度异常个体，就会通过无人机遥控器屏幕显示体温异常，提醒现场工作人员进一步核查，安全又高效。这是工程师团队在有限条件下，根据疫情需要，在3天内完成的应急解决方案，希望能在特殊时期，帮助到防疫工作。

获取棉花棒温度界面

在此次新冠肺炎疫情中，无人机技术其远程无接触、智能可规划、性能可靠稳定等特点满足了前线不同场景的需求。

大疆御2行业双光版由于便携、飞行稳定性高，且自带热成像镜头以及喊话器配件，被不少社区、道路检查点用于远程体温检测。但大疆御2行业双光版原本是为工业场景设计，对测量目标与环境温度的差异较敏感。而测量体温这样精细的绝对温度时，容易出现准确性不足，有时误差达到4度到5度，无法满足室外的体温筛查需求。

而通过引入简易黑体，基本解决了在室外无风无阳光直射环境下，无人机无接触测体温的精度要求，前线执勤人员可以根据初筛结果有针对性的进行体温复核，对于临时设置的检查点和社区体温调查来说，大大提高了效率。

一根棉花棒成为解决精度的关键

大疆2月10日复工以来，网上陆续出现的“无人机测体温”新闻，也成为了工程师们热议的话题。从无人机热成像镜头本身的设计来看，很难满足准确测量体温的需求。但是不是可以通过技术创新，利用抗疫前线现有资源来满足这一需求呢？

经过几轮讨论后，大疆的工程师团队迅速确定了“热成像传感器 黑体”这一研发方向。黑体必须很轻，重了影响飞行安全性；必须要有良好的热力学特性，自身温度不易变化；还必须容易获得和制造，最好是抗疫前线随手可得的简单物品。最终，有一位工程师想到了“棉花棒”这个小物件。

深圳市一高速路口检疫防点处，御2行业双光版无人机对返深大巴乘客开展测温工作

虽然大部分工程师还处于远程办公的状态，但为了给前线抗疫争取更多时间，该项目获得了较高的优先级，并得到了快速推进。飞行中的测量偏差、棉花棒温度变化问题、交互操作流程问题……工程师们在发现问题和解决问题中快速迭代，不断验证。

为进一步验证方案的可行性，2月16日，工程师们还兵分多路，在深圳一高速路口与上海多个社区进行测试。测试结果证明，在无风无阳光直射的情况下，这一突击攻关出来的解决方案，将御2行业双光版在体温检测中的精度提升到了±0.5度。

抗疫中更应重视规范安全作业

大疆行业应用此次公布的《御2行业双光版体温测量指导书》中，还重点强调了在疫情中规范安全地使用无人机技术。如使用御2行业双光版对人体测温时，必须安装桨保护罩、务必保持无人机与被测者之间的安全距离等等。

随着各地返工复工的节奏加快，热成像测温能帮助快速部署公共场合的无接触体温初筛，减轻一线岗位的工作压力与风险。但值得注意的是，无人机测温结果仅供参考，不能作为医疗鉴定的依据。如果发现体温异常，还需要进一步使用专业医疗设备检查确认结果。

持续的创新力，正不断推动着人类进步，更驱动着大疆创新这家企业不断前行。这一点并没有因为疫情而有所改变。在远程办公，前线物资紧张等困难的限制下，大疆的工程师与各行各业的专业人士一同，坚持创新、坚持技术突破，用科技的方式，推动着中国一步一步迈向抗击疫情的胜利。

相关问答

冰箱冷藏室感温器阻值是2.1K。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的...

[回答]主营产品有湿度电容湿敏电阻,湿度传感器,家电传感器,温湿度传感器,温湿度变送器,温湿度记录仪,气体传感器,流量传感器,湿度传感器。其产品应用广泛...

从室温到1800℃全程测温的光纤温度传感器的系统主要包括端部掺杂的光纤传感头、Y型石英光纤传导束、超高亮发光二极管(LED)及驱动电路、光电探测器、荧光信...

常用的传感器有很多,有压力传感器,光电传感器,张力传感器,水温传感器,纠偏传感器……各自的优缺点还真不好说,有句话说的非常好“寸有所长,尺有所短”。谁...常...

因为光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关,它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等,可非接触,无损伤地迅速和控制各种固体...

[回答]广州苏盈电子科技有限公司是一家集生产,研发,销售一体化的高新技术企业。主营产品有湿度电容湿敏电阻,湿度传感器,家电传感器,温湿度传感器,温湿度...

[最佳回答]这个问题放在这里问不一定会得到有效的回答的,太过于专业了。LM3911我不是很清楚,姑且给出其他答案。答案必然不唯一,我给出的只是其中一种可行建议...

[回答]2.1K。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触,又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡,从而使温度计的示值能直接表示被测对象的...

数字量化值(DigitalNumber:DN)像素值的通用术语是数字量化值或DN值,它通常被用来描述还没有校准到具有意义单位的像素值。如果你只是想看一个图像,和不打算...

一起装修网问答平台为您提供红外温湿度传感器怎么选择的相关答案,并为您推荐了关于红外温湿度传感器怎么选择的相关问题,一起装修网问答平台:装修问题,因我而止...