您是否想過如何找到最適合自主導航的傳感器？不同類型的自主傳感器（例如自動駕駛車輛和機器人系統(tǒng)）需要多個傳感器來安全地導航其環(huán)境。這些設備有效地充當機器人或自主系統(tǒng)的眼睛，使其能夠在前往目的地的同時識別路徑中的障礙物。
? 內(nèi)部傳感設備提供有關機器人內(nèi)部狀態(tài)的信息。其中包括報告機器人位置、加速度、速度和扭矩的自主傳感器。
? 相比之下，外部傳感設備檢測機器人或自主系統(tǒng)外部的條件。這些可能包括紅外和超聲波檢測系統(tǒng)以及 RGB 攝像頭和接近警報系統(tǒng)。
尋找用于自主導航的最佳傳感器對于讓您的機器人系統(tǒng)能夠準確、安全地移動至關重要。
自主系統(tǒng)的傳感器使用多種不同的方法來收集有關機器人周圍環(huán)境和機器人系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的信息。了解最常見的自主傳感器類型可以幫助您在配置機器人傳感器以獲得最佳性能時做出最佳決策。
光傳感裝置一般包括光敏電阻電池和光伏電池。這些傳感器將光轉換成機器人軟件可以解釋的信號。這使得自主系統(tǒng)能夠構建周圍地形和環(huán)境的內(nèi)部圖像。用于自主導航的其他一些類型的傳感器包括：
? 紅外系統(tǒng)檢測環(huán)境中的輻射變化，為機器人軟件提供附加數(shù)據(jù)點。
? RGB 顏色傳感設備可以檢測紅色、綠色和藍色，以便為機器人系統(tǒng)創(chuàng)建更準確的環(huán)境表示。
? 視覺同步定位與建圖（VSLAM）系統(tǒng)由整套集成組成。 [這不是傳感器，而是解釋 RGB 攝像機數(shù)據(jù)（視頻）的系統(tǒng)。] 該系統(tǒng)收集、標記、過濾并組合視頻數(shù)據(jù)，為導航提供參考點。與計算車輪的轉數(shù)類似，這種“視覺里程表”系統(tǒng)允許提供導航數(shù)據(jù)，在某些情況下可以補充甚至取代其他導航傳感器。
麥克風拾取機器人區(qū)域內(nèi)的環(huán)境噪音，為位置和運動提供額外的提示。這些系統(tǒng)通常不適合在沒有任何其他傳感器來收集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)的情況下使用。然而，它們可以在移動障礙物常見的區(qū)域提供一定程度的保護。
這些傳感系統(tǒng)發(fā)射某種介質來產(chǎn)生反饋信號，自主系統(tǒng)上的軟件可以解釋這些信號以估計相對位置。接近檢測設備可能包括超聲波、紅外和光敏電阻傳感器，以確定附近環(huán)境中是否存在障礙物。這些系統(tǒng)可以防止機器人系統(tǒng)碰撞物體。然而，它們在繪制和創(chuàng)建周圍環(huán)境的虛擬圖像方面并沒有提供太多幫助。
接觸傳感器和力傳感器為機器人系統(tǒng)提供了一種檢測附近環(huán)境中的物體并與之交互的方法。這些傳感設備允許機器人與物體交互并使用通過這些觸覺傳感設備收集的信息來執(zhí)行任務。這些傳感器的主要缺點是它們需要與其他物品接觸才能確定它們的存在。因此，它們不能用作機器人系統(tǒng)導航的唯一方法。
《紐約時報》2019 年的一篇文章指出，熱成像傳感器是識別人類和其他哺乳動物以防止自動駕駛汽車發(fā)生碰撞的最佳方法。熱傳感設備是在有人或動物區(qū)域運行的機器人系統(tǒng)的可靠補充。對于大多數(shù)障礙物都是無生命的環(huán)境，這些溫度傳感設備的用處不大，可能根本沒有必要。
自主系統(tǒng)需要有關其物理位置、行進方向和態(tài)度的持續(xù)且準確的信息，以到達目的地并有效地導航其環(huán)境。 GPS 設備、陀螺儀和磁力計通常用于為現(xiàn)實世界中的機器人系統(tǒng)和車輛提供這些數(shù)據(jù)。這些傳感器是設備和機器人系統(tǒng)中最常見和最有用的傳感器之一，這些設備和機器人系統(tǒng)必須導航更長的距離或穿越不熟悉的地形。然而，它們可能會受到障礙物的限制，這些障礙物可能會降低設備的 GPS 信號的準確性。
自主導航系統(tǒng)需要比系統(tǒng)行駛速度更快的詳細且持續(xù)的信息。加速度計將這些數(shù)據(jù)提供給控制機器人的軟件和硬件，使這些系統(tǒng)能夠確定其行進速率并更準確地推斷其當前位置。在某些情況下，當 GPS 讀數(shù)缺失或不一致時，加速度計可以提供寶貴的數(shù)據(jù)備份源。
慣性測量單元（通常稱為 IMU）通常包含幾種不同類型的設備，為自主導航提供數(shù)據(jù)點：
? 磁力計
? 氣壓計
? 加速度計
? 陀螺儀
GPS 系統(tǒng)還集成到大多數(shù)移動地面機器人設備中，并封裝為慣性導航系統(tǒng)或 INS。在機器人上安裝多個 GPS 設備通?？梢蕴岣叩乩矶ㄎ环盏暮较蚓群驼w可靠性，這對于移動機器人系統(tǒng)的成功至關重要。
? 3DM-RTK 網(wǎng)絡接口調制解調器
? 3DM-GQ7-GNSS/INS 雙天線多頻段RTK導航系統(tǒng)
? 3DM-GX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導航傳感器
? 3DM-GX5-AHRS 高性能姿態(tài)參考傳感器
? 3DM-CV7-INS 戰(zhàn)術級嵌入式慣性導航系統(tǒng)
