【導讀】機器人自主定位導航看是簡單實則需根據(jù)地圖數(shù)據(jù)+算法的結合實現(xiàn)真正的自動化自動導航；機器人導航可以分為三個部分，包括定位、建圖以及運動控制。而自主導航需要解決的是智能移動機器人與環(huán)境進行自主交互，尤其是點到點自主移動的問題，這需要更多的技術支持。下面我們通過用于機器人自動導航的超聲波傳感器這篇文章來了解機器人自動導航的相關技術支持。
眾所周知，在動物界中螞蟻和蜜蜂都是出色的導航員。撒哈拉沙漠螞蟻可以在高于60°C的惡劣條件下覓食并生存下去。在這種極端環(huán)境下，它們無法像其他螞蟻一樣使用信息素跟蹤自己的長距離路程返回巢穴。相反，他們采用一種被稱為路徑集成的生物計算。它們通過天空亮度指南針(它們看待天空亮度顏色的模式和我們?nèi)祟愑泻艽蟮牟顒e)和計量學刺激來估計當前的位置。路徑集成不僅可用于安全返回巢穴，還有助于學習所謂的矢量記憶。這些記憶已經(jīng)被證明足以讓螞蟻和蜜蜂產(chǎn)生目標導向的導航。由于這些能力能夠讓螞蟻和蜜蜂導航數(shù)百里，所以這種控制系統(tǒng)在人造代理設備的應用上具有很大的潛力。
隨著科技自動化的發(fā)展，人類憑借機器學習和受昆蟲啟發(fā)的基于矢量的導航系統(tǒng)，代理設備可以無需依靠GPS就能夠達到關鍵地點，實現(xiàn)真正的自動化。機器人可以使用攝像機和其他傳感器獲得的信息，根據(jù)環(huán)境感官線索學習如何獨立導航。
障礙物的有效規(guī)避
基于圖像的人體部位檢測的深度學習，我們可以看到孩子在機器人面前移動，可能阻礙住了機器人，機器人要識別出這是人還是自行車，所以這就需要對人體部位進行檢測識別不僅需要激光雷達，還需要多傳感器數(shù)據(jù)的融合，實現(xiàn)有效避障和自主導航。工釆網(wǎng)提供兩款超聲波傳感器倒是用于機器人自動導航他們分別是：
超聲波避障傳感器MB1043是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設計上，不僅對干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內(nèi)部溫度補償，使得測量出來的距離數(shù)據(jù)更加精準。應用于室內(nèi)環(huán)境，它是一款很不錯的低成本解決方案！
機器人超聲波傳感器 - MB7360是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設計上，不僅對干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內(nèi)部溫度補償，可選的外部溫度補償，使得測量出來的距離數(shù)據(jù)更加精準。直接輸出精確的距離讀數(shù)，節(jié)省了MCU的資源，更合適應用于機器人領域。
超聲波定位導航
超聲波定位導航的工作原理是由超聲波傳感器發(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。通過接收自身發(fā)射的超聲波反射信號，根據(jù)超聲波發(fā)出及回波接收時間差及傳播速度，計算出傳播距離S，就能得到障礙物到機器人的距離，即有公式： S=Tv/2 式中，T—超聲波發(fā)射和接收的時間差；v—超聲波在介質(zhì)中傳播的波速。
優(yōu)點：
成本低廉；
可以識別紅外傳感器識別不了的物體，比如玻璃、鏡子、黑體等障礙物；
缺點：
容易受天氣、周圍環(huán)境（鏡面反射或者有限的波束角)等以及障礙物陰影，表面粗糙等外界環(huán)境的影響；由于超聲波在空氣中的傳播距離比較短，所以適用范圍較小，測距距離較短。采集速度慢，導航精度差；
為解決超聲波定位導航中的不足，本文提供了超聲波傳感器 - MB1004的解決方案，該傳感器是一款專門有高低電平報警信號輸出的接近傳感器，可測范圍可達213cm，適用于行人檢測、停車檢測等。當行人進入檢測范圍內(nèi)，MB1004就會輸出由低電平變成高電平的報警信號。同時它也具備輸出目標具體距離的功能，通過RS232輸出距離數(shù)據(jù)。MB1004是一款非常低成本的人體檢測超聲波傳感器。同樣適用于接近區(qū)域探測、行人檢測 展臺/信息亭、機器人自動導航、自主導航、多傳感器陣列、近距離檢測等領域。
