基于机器人测距的MB7360超声波传感器解决方案

机器人测距传感器，一般分为两种状态：一种测距在即使厘米到数米远的，称作距离传感器；另一种探测距离为零点几毫米到几十毫米的称为接近觉传感器。

测距传感器的作用可归纳为：

1、发现前方障碍物，限制机器人的运动范围，以避免于障碍物发生碰撞。

2、在接触对象物前得到必要信息，如遇物体的相对距离，相对倾角，以便后续动作准备

3、获取对象物表面各点间的距离，从而得到有关对象表面形状的信息

目前超声波测距传感器主要应用于导航和避障，其他还有焊缝跟踪，物体识别等。机器人测测距传感器采用非接触的测量方法，测量范围环境的物体或者被操作物体的空间位置。非接触测量距离的方法很多，从纳米级微小位移到成千上万公里甚至更远的距离，它们的测量应用了多种原理，采用了各种不同的装置。对于机器人来说，所需测量的距离以便为零点几毫米到几十米远，因此机器人测距传感器的测量范围一般都包含在这个范围内。根据所采用的原理不同，机器人测距传感器的分类也不相同。下面以超声波传感器为例。

超声波传感器的原理：

超声波传感器是用来测量物体的距离。首先，超声波传感器会发射一组高频声波，一般为40-45KHz，当声波遇到物体后，就会被反弹回，并被接受到。通过计算声波从发射到返回的时间，再乘以声波在媒介中的传播速度（344 米/秒，空气中）。就可以获得物体相对于传感器的距离值了。对于机器人的应用来说，超声波传感器主要用来探测物体的距离以及相对于传感器的方位，以便可以进行避障动作。理想就是矩形，不但可以准确的获得物体的距离值，也可以准确的获得方位值，就是正前方。但是实际上，超声波的波束根据应用不同，有宽波束，和窄波束。宽波束的传感器会检测到任何在波束范围的物体，它可以检测到物体的距离，但是确无法检测到物体的方位，误差高会有100度左右，机器人将无法准确的确定其避障的动作。当然，作为只要探测物体有或者无的用途来说，宽波束的传感器是比较理想的。同理，窄波束可以相对宽波束获得更加精确的方位角。在选择超声波传感器的时候，这个波形特性是必须要考虑的。

虽然多数超声波传感器的工作频率为40-45Khz，远远高于人类能够听到的频率。但是周围环境也会产生类似频率的噪音。比如，电机在转动过程会产生一定的高频，轮子在比较硬的地面上的摩擦所产生的高频噪音，机器人本身的抖动，甚至当有多个机器人的时候，其它机器人超声波传感器发出的声波，这些都会引起传感器接收到错误的信号。这个问题可以通过对发射的超声波进行编码来解决，比如发射一组长短不同的音波，只有当探测头检测到相同组合的音波的时候，才进行距离计算。这样可以有效的避免由于环境噪音所引起的误读。

安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提，超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点，被广泛用作测距传感器。工釆网提供的机器人超声波传感器 - MB7360，是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超声波传感器，它在设计上，不仅对干扰噪音做了处理，具备抗噪音干扰能力。而且对于大小不同的目标，和变化的供电电压，做了灵敏度的补偿。另外还具备标准的的内部温度补偿，可选的外部温度补偿，使得测量出来的距离数据更加精准。直接输出精确的距离读数，节省了MCU的资源，更合适应用于机器人领域。同时也被广泛应用于机器人测距传感器、自主导航、料仓料位测量、罐体液位测量等领域。

机器人超声波传感器 MB7360 特点：

IP67防尘防水标准封装

体积小低成本方案

高分辨率可达1mm

多种输出方式，包括脉宽、模拟电压、串口

超低功耗适合电池供电系统

内部温度补偿和可选的外部温度补偿

可测距离长达5米

 机器人超声波传感器 MB7360参数：

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