家用机器人市场展开 移动避障技术成人们研究方向

家用机器人市场展开 移动避障技术成人们研究方向 2016年09月07日08:41 来源：OFweek 智能家居网|

  市场研究机构IHSMarkit预估，家用服务机器人市场预计将以年复合成长率17%的速度成长，出货量将从2015年的500万台，成长至2020年超过1200万台。家用服务机器人是指可独立自主进行室内和室外家务工作的设备，包括吸尘机器人、地板清洁机器人、窗户清洁机器人、割草机器人、泳池清洁机器人、用于社会和寓教于乐为目的的机器人以及厨房机器人。

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 家用机器人市场展开移动避障技术成人们研究方向

 影响家用服务机器人的普及程度的影响因素有三个。第一，与早前的传统產品相比，处理核心任务的性能更好。第二，在障碍检测、避免碰撞和低功耗联网方面具有领先的技术。第三，其他市场因素，包括產品定价、零售通路、厂商促销策略、消费者在机器人技术与安全方面的关注程度，以及由行业监管部门设置的安全。

 移动机器人作为家庭机器人的常见分类，对于障碍检测、避免碰撞和低功耗联网方面的要求更高，因此，发展家用移动机器人，提高机器人避障技术是关键，而避障技术通过传感器来实现。

 家庭移动机器人避障常用传感器及相关技术盘点

 移动机器人的一个重要标志就是自主导航，而实现机器人自主导航有个基本要求——避障。下面让我们来了解一下移动机器人的避障，避障是指移动机器人根据采集的障碍物的状态信息，在行走过程中通过传感器感知到妨碍其通行的静态和动态物体时，按照一定的方法进行有效地避障，最后达到目标点。

 实现避障与导航的必要条件是感知，在未知或者是部分未知的环境下避障需要通过传感器获取周围环境信息，包括障碍物的尺寸、形状和位置等信息，因此传感器技术在移动机器人避障中起着十分重要的作用。避障使用的传感器主要有超声传感器、视觉传感器、红外传感器、激光传感器等。

 移动机器人避障常用的传感器

 1、激光传感器

 激光测距传感器利用激光来测量到被测物体的距离或者被测物体的位移等参数。比较常用的测距方法是由脉冲激光器发出持续时间极短的脉冲激光，经过待测距离后射到被测目标，回波返回，由光电接收。根据主波信号和回波信号之间的间隔，即激光脉冲从激光器到被测目标之间的往返时间，就可以算出待测目标的距离。由于光速很快，使得在测小距离时光束往返时间极短，因此这种方法不适合测量精度要求很高的（亚毫米级别）距离，一般若要求精度非常高，常用三角法、相位法等方法测量。

 2、视觉传感器

 视觉传感器的优点是探测范围广、获取信息丰富，实际应用中常使用多个视觉传感器或者与其它传感器配合使用，通过一定的算法可以得到物体的形状、距离、速度等诸多信息。或是利用一个的序列图像来计算目标的距离和速度，还可采用SSD算法，根据一个的运动图像来计算机器人与目标的相对位移。但在图像处理中，边缘锐化、特征提取等图像处理方法计算量大，实时性差，对处理机要求高。且视觉测距法检测不能检测到玻璃等透明障碍物的存在，另外受视场光线强弱、烟雾的影响很大。

 3、红外传感器

 大多数红外传感器测距都是基于三角测量原理。红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，如图所示。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L，利用三角关系，在知道了发射角度α，偏移距L，中心矩X，以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。红外传感器的优点是不受可见光影响，白天黑夜均可测量，角度灵敏度高、结构简单、价格较便宜，可以快速感知物体的存在，但测量时受环境影响很大，物体的颜色、方向、周围的光线都能导致测量误差，测量不够精确。

 4、超声波传感器

 超生波传感器检测距离原理是测出发出超声波至再检测到发出的超声波的时间差，同时根据声速计算出物体的距离。由于超声波在空气中的速度与温湿度有关，在比较精确的测量中，需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。超声波传感器一般作用距离较短，普通的有效探测距离都在5-10m之间，但是会有一个最小探测盲区，一般在几十毫米。由于超声传感器的成本低，实现方法简单，技术成熟，是移动机器人中常用的传感器。

责任编辑：黎晋

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