服務(wù)機(jī)器人在家庭住宅、酒店客房、辦公空間、會(huì)所等室內(nèi)空間使用時(shí)，都要用到避障傳感器，通常采用紅外、超聲波、激光雷達(dá)、雙目視覺四種
傳感器中的一種或多種進(jìn)行避障操作，本文將主要分析紅外避障傳感器的安裝位置。
紅外避障傳感器基本原理：利用物體的反射性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，如果沒有障礙物，發(fā)射出去的紅外線，因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱，最后消失。如果有障礙物，紅外線遇到障礙物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測到這一信號(hào)，就可以確認(rèn)正前方有障礙物，并送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理分析，協(xié)調(diào)服務(wù)機(jī)器人的兩輪工作，完成躲避障礙物動(dòng)作。
紅外避障傳感器是專為輪式機(jī)器人設(shè)計(jì)的一款距離可調(diào)式避障傳感器。其具有一對紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外線反射回來被接收管接收，此時(shí)指示燈亮起，經(jīng)過電路處理后，信號(hào)輸出接口輸出數(shù)字信號(hào)，可通過電位器旋鈕調(diào)節(jié)檢測距離，有效距離2～40cm，工作電壓為3.3V-5V，由于工作電壓范圍寬泛，在電源電壓波動(dòng)比較大的情況下仍能穩(wěn)定工作，適合多種單片機(jī)、Arduino控制器、樹莓派使用，安裝到機(jī)器人上即可感測周圍環(huán)境的變化。
一種典型的紅外壁障傳感器
紅外避障傳感器工作原理：紅色線接5V，黃色接信號(hào)，綠色GND 接電源負(fù)極或單片機(jī)上的邏輯地。前方無障礙輸出高電平，有障礙輸出口（黃色）電平會(huì)從高電平變成低電平(0)。背面圖有一個(gè)電位器可以調(diào)節(jié)障礙的檢測距離。在電路設(shè)計(jì)中可以再輸出端黃線加上拉電阻10K到5V，再接入單片機(jī)檢測，會(huì)比較穩(wěn)定，單片機(jī)檢測可以采用外部硬件中斷INT0 INT1等來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)前在服務(wù)機(jī)器人本體上安裝的紅外避障傳感器通過按照高中低三組進(jìn)行安裝，如最常見的安裝高度為低位80mm，中位480mm，高位780mm。這一安裝高度的設(shè)定并沒有充分的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)了許多情況紅外避障傳感器因?yàn)榘惭b太高、太低或密度不夠?qū)е聼o法探知到附近障礙物，從而影響服務(wù)機(jī)器人的行動(dòng)并對可能會(huì)環(huán)境和人造成破壞，這都是紅外避障傳感器安裝方法不恰當(dāng)造成的，急需根據(jù)環(huán)境特色尤其障礙物特點(diǎn)研究更合適的紅外避障傳感器的部署方案。
廣州零號(hào)軟件科技有限公司（機(jī)器人零號(hào)）在健康養(yǎng)老服務(wù)機(jī)器人的研發(fā)過程中，進(jìn)行了大量的實(shí)景測量和場景模擬，基本總結(jié)出住宅等室內(nèi)空間內(nèi)服務(wù)機(jī)器人所需的紅外傳感器安裝高度，這些經(jīng)驗(yàn)也用在哈士奇健康服務(wù)機(jī)器人本體上。
我們在研發(fā)中，依據(jù)家具設(shè)計(jì)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，整理和總結(jié)常見的家具的高度，尤其分析家具凸出物如桌邊、椅面和靠背、茶幾邊、沙發(fā)扶手和靠背、床邊，因?yàn)檫@些在垂直面上超出底部和凸出部位是最容易給服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)帶來障礙的。以下是
有關(guān)家具的高度的尺寸說明：
1、桌類家具高度尺寸標(biāo)準(zhǔn)可以有700mm、720mm、740mm、760mm四個(gè)規(guī)格；
2? 椅凳類家具的座面高度可以有400mm、420mm、440mｍ三個(gè)規(guī)格。
3? 床沿一般來說床沿高度以45厘米為宜；褥面距地面高度來測算，標(biāo)準(zhǔn)是46~50厘米；
4? 沙發(fā)的一般座高：350-420mm；扶手高560-600mm；單人式背高：700-900mm。
5、茶幾：高度為350-500mm。
在室內(nèi)的其它家具，包括柜子、箱子、書架等都在垂直面上基本保持一致沒有明顯的凸出部位，所以服務(wù)機(jī)器人紅外傳感器在任何高度測量到的距離都是一致的，只要任何高度的一個(gè)紅外傳感器獲得數(shù)據(jù)就可以代表感知到這一障礙物，所以，這類具有平整立面的家具不用考慮紅外避障傳感器的新的安裝方法。
家電，尤其是可能出現(xiàn)在服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)路徑附件的一些家電，如冰箱、洗衣機(jī)、飲水機(jī)等，也具有平整的立面，所以也不用考慮慮紅外避障傳感器的新的安裝方法。
由于家具的桌面板材厚度有16mm、18mm、25mm等三個(gè)主要尺寸，茶幾的鋼化玻璃的厚度為10mm以上，通常12mm。因此，我是從家具表面（家具高度最高點(diǎn)）向下10mm范圍是可以觸碰到家具的凸出面的，這也就可以成為服務(wù)機(jī)器人紅外避障傳感器安裝高度的重要依據(jù)。
為了獲得最佳的避障效果，我們一共采用24個(gè)紅外避障傳感器，其中正面安裝12個(gè),兩個(gè)側(cè)面每個(gè)側(cè)面安裝3個(gè)共計(jì)6個(gè)，后面安裝6個(gè)。
低位的紅外避障傳感器在80mm高度分布安裝，其中正面部署2個(gè)，兩個(gè)側(cè)面每個(gè)側(cè)面1個(gè)，背面2個(gè)。
中位的紅外避障傳感器在五個(gè)不同高度分布安裝，分別是340mm、390mm、420mm、430mm、490mm。其中正面要求有五個(gè)紅外避障傳感器在五個(gè)高度全部部署安裝，側(cè)面安裝一個(gè)紅外避障傳感器，高度為420mm；背面安裝三個(gè)紅外避障傳感器，高度分別為340mm、390mm、420mm。
高位的紅外避障傳感器在四個(gè)不同高度分布安裝，分別是690mm、720mm、730mm、750mm。其中正面要求有四個(gè)紅外避障傳感器在四個(gè)高度全部部署安裝，側(cè)面安裝一個(gè)紅外避障傳感器，高度為720mm；背面安裝兩個(gè)紅外避障傳感器，高度分別為690mm、730mm。
在本案例中，紅外避障傳感器采用NPN型光電開關(guān)；輸出狀態(tài)是0、1，即數(shù)字電路中的高電平和低電平，檢測到目標(biāo)是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出，輸出外加一個(gè)1K左右的上拉電阻即可連接到單片機(jī)IO口上。由于設(shè)計(jì)了24個(gè)紅外避障傳感器，因此，對應(yīng)需要單片機(jī)IO數(shù)量為24個(gè)。
這種安裝位置與安裝方法，相對于現(xiàn)有的紅外避障感器的安裝方法進(jìn)行了重要改進(jìn)：針對家具凸出物高度進(jìn)行的安裝位置優(yōu)化，采用了低中高三個(gè)安裝區(qū)域共24組紅外避障傳感器，分布安裝在服務(wù)機(jī)器人的前面、兩側(cè)和后面。讓紅外避障傳感器總能掃描到家具凸出面，從而讓服務(wù)機(jī)器人能夠進(jìn)行有效避讓各類家具，適用于家庭服務(wù)機(jī)器人、商用服務(wù)機(jī)器人、送餐機(jī)器人等各類服務(wù)機(jī)器人。
來源：賽斯維傳感器網(wǎng)
訂貨電話：13402168531（微信同）,021-60512919
業(yè)務(wù)QQ： 2229069859
阿里旺旺： seaine168
淘寶企業(yè)店鋪： https://shop512779345.taobao.com
公司官網(wǎng)：http://www.zndq.net
現(xiàn)貨特價(jià)產(chǎn)品：
Brand Product Product name
CAPTRON 100189
CAA-550-H18G4T-PS6/CP174
CAPTRON 100225 CAA-180-H18G4T-PO6/CP174
CAPTRON 100252 ISM-2000/24VDC
CAPTRON 100271 OGR-10T-PU6
CAPTRON 100274 OGR-50T-PU6
CAPTRON 100275 OGR-80T-PU6
CAPTRON 100276 OGR-120T-PU6
CAPTRON 100277 OGR-20T-PU6
CAPTRON 100293 i20B-F56M-PS6
CAPTRON 100313 CHT1-559PRS-30
CAPTRON 100314 CHT1-1K9D-30
CAPTRON 100315 CHT12-T58P-205
CAPTRON 100318 CHT1-1K9B-30
CAPTRON 100319 CHT1-158D-19
CAPTRON 100321 CHT1-19XPRSS-H
CAPTRON 100325 CHT1-158B-30
CAPTRON 100329 CHT1-17XB-H
CAPTRON 100330 CHT1-17XB-10
CAPTRON 100331 CHT1-15XB-H
CAPTRON 100334 CHT1-55GP-30
CAPTRON 100335 CHT1-559P-29
CAPTRON 100336 CHT1-55GP-29
CAPTRON 100344 CHT1-559P-H
CAPTRON 100346 CHT1-198BRSO-30
CAPTRON 100349 CHT1-178P-H
CAPTRON 100350 CHT1-579P-H
CAPTRON 100364 CHT1-158B-371
CAPTRON 100368 CHT1-158B-368
CAPTRON 100401 CHT3-07XP-H/TG-SR/ST
CAPTRON 100418 CHT3-A71U-38/TG-SR/CP29
CAPTRON 100421 CHT32-170B-40/TG-SR
CAPTRON 100423 CHT3-476P-29/TG-SR
CAPTRON 100426 CHT3-185B-41/TG-YW
CAPTRON 100427 CHT3-456PV-H/TG-SR/ST
CAPTRON 100428 CHT3-15HB-30/TG-SR/ST
CAPTRON 100537 CTL1-158-30/RYG
CAPTRON 100582 CAA-60-H18G4T-PS6/CP174
主營產(chǎn)品類型：Sick傳感器,Sick激光掃描儀,Sick安全光柵,sick激光掃描儀,編碼器,安全光柵,安全繼電器,CAPTRON觸摸開關(guān)
主營產(chǎn)品品牌：
德國CAPTRON
,德國SICK
,威格勒Wenglor
,美國BANNER
,意大利DATALOGIC
,日本SMC
,德國IFM
,德國P+F
,費(fèi)斯托FESTO
,施耐德Schneider Electric
,西門子SIEMENS
,歐姆龍OMRON
,圖爾克Turck
,諾冠NORGREN
訂貨電話：13402168531（微信）
業(yè)務(wù)QQ： 2229069859
阿里旺旺： seaine168
淘寶企業(yè)店鋪： https://shop512779345.taobao.com
公司官網(wǎng)：http://www.zndq.net
進(jìn)入上海遠(yuǎn)康自動(dòng)化淘寶店鋪