機(jī)器人學(xué)會探測障礙：紅外避障傳感器的模塊

能不能讓機(jī)器人不接觸就可以感知到障礙物的所在 呢?本節(jié)課我們就來令機(jī)器人具備一個新的能力：遠(yuǎn)距離探測障礙物。這項能力是使用 一種叫作紅外避障傳感器的模塊實(shí)現(xiàn)的。這種傳感器是一個數(shù)字開關(guān)傳感器，它還有個 學(xué)名叫“反射式紅外傳感器”,如圖10-1所示。它的原理和我們已經(jīng)掌握的地面灰度檢測 傳感器非常類似，也是由一個光線發(fā)射裝置和一個光線接收裝置組成的。所不一樣的是， 它的光線發(fā)射方向是朝向運(yùn)動的方向而不是地面，而且發(fā)射裝置發(fā)出的光是紅外光而不是可見光。

安裝了這種傳感器后，在傳感器正對的方向有障礙物時，它發(fā)出的紅外線就會被障礙 物反射回來被接收裝置所感知。于是，機(jī)器人上的主控制器就可以檢測到障礙物的存在。 至于這時機(jī)器人是應(yīng)該停下或是繞開障礙物還是轉(zhuǎn)身返回就要看我們的智能程序是如何 設(shè)計的了。

這種傳感器會返回一個數(shù)字開關(guān)狀態(tài)，用起來再簡單不過。但它也有很明顯的缺點(diǎn)， 只靠它機(jī)器人是很難得知障礙物的準(zhǔn)確距離的。雖然，通過用螺絲刀調(diào)節(jié)傳感器上的可 調(diào)電阻(圖10-1),我們能夠大致改變傳感器的感知距離(一般是20cm 左右)。但是在實(shí) 際使用中的很多因素都會對這個距離產(chǎn)生影響，比如，如果物體的表面是比較光滑的，就 會像鏡子一樣將紅外線往另一個方向反射出去，這時雖然小機(jī)器人離障礙物很近了，但是 也不能接收到比較強(qiáng)的反射信號；物體的顏色深淺當(dāng)然也是一個決定性的因素；還有，如 果環(huán)境中有其他的光線源，比如陽光的直射，也會對接收到的信號造成影響。

因此，如果需要機(jī)器人準(zhǔn)確地探測障礙物的距離，就要用更“高J”的傳感器了。比 如，應(yīng)用仿生學(xué)原理，模仿蝙蝠的聲吶探測能力的超聲波傳感器，還有更加復(fù)雜的激光雷 達(dá)傳感器，甚至是模仿人類視覺的雙目攝像頭等。