红外避障主要是以红外测距传感器为主。
红外测距都是采用三角测距的原理。红外发射器按照一定角度发射红外光束，遇到物体之后，光会反向回来，检测到反射光之后，通过结构上的几何三角关系，就可以计算出物体距离D。
当D的距离足够近的时候，上图中L值会相当大，如果超过CCD的探测范围，这时，虽然物体很近，但是传感器反而看不到了。
当物体距离D很大时，L值就会很小，测量量精度会变差。因此，常见的红外传感器 测量距离都比较近，小于超声波，同时远距离测量也有最小距离的限制。另外，对于透明的或者近似黑体的物体，红外传感器是无法检测距离的。
扩展资料：
关于避障使用的传感器其他种类
1、视觉传感器
整个机器视觉系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的最原始图像。
图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机，也可以是最新出现的数字摄像机等。
2、激光传感器
利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
3、超声波传感器
将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
参考资料来源：百度百科——红外测距传感器
根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。其工作原理如下：
一、主动红外传感器
主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性、可靠性。
由于红外线属于环境因素不相干性良好(对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源，具有良好的不相干性)的探测介质；同时也是目标因素相干性好的产品(只有阻断红外射束的目标，才会触发报警)，所以主动式红外传感器将会得到进一步的推广和应用。
二、被动红外传感器
被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。
这种传感器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
红外传感器的分类：
常见红外传感器可分为热传感器和光子传感器。热传感器主要类型有热敏传感器型、热电偶型、高莱气动型和热释放电型四种。按照光子传感器的工作原理，一般可分为内光电和外光电传感器两种，后者又分为光电导传感器、光生伏特传感器和光磁电传感器等三种。
原理：红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
使用方法：调整同心环与红外线探头有一个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。人体红外线传感器应该远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。
扩展资料：
红外光在介质中传播会产生衰减，在金属中传播衰减很大，但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液体对红外辐射吸收非常大。
红外传感器应用可以用于非接触式的温度测量，气体成分分析，无损探伤，热像检测，红外遥感以及军事目标的侦察、搜索、跟踪和通信等。
红外传感器的应用前景随着现代科学技术的发展，将会更加广阔。在将来的发展中，主要在红外传感器的性能和灵敏度将会二较大的提高。
红外线传感器原理 红外线传感器依动作可分为： (1) 将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。 (2) 利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。 热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器 (Thermal Bolometer)，热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。热型及量子型的一般特征如表1 所示，在此仅就热型之热电型红外线传感器加以说明。 优点 缺点 热型 常温动作 波长依存性(波长不同 感度有很大之变化者) 并不存在 便宜 感度低 响应慢(mS 之谱) 量子型 感度 高 响应快速(μS 之谱) 必须冷却(液体氮气) 有波长依存性 价格偏高 表1 红外线热型、量子型比较此传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用，如图1所示红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来，可是事实上不是如此，凡是存在于自然界的物体，如人类、火、冰等等全部都会射出红外线，只是其波长因其物体的温度而有差异而已。例如图1 中，人体的体温约为36～37℃，所放射出峰值为9～10μm的远红外线，另外加热至400～700℃的物 体，可放射出峰值为3～5μm 的中间红外线。 图1 温度不同红外线波长的差异 红外线传感 器系可以检出这些物体所发射之各种红外线(温度)的感知器。 特征 热电型红外线传感器系利用热电效果，其材料则使用强介质陶 瓷体 (Dielectric Ceramic)，钽酸锂(LiTaO3)等单结晶及PVDF 等有机材料， 热电型红外线传感器具有下列几项特 征： (1) 由于系检知从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体检知以及移动中物体的温度当然均能以非接触之方式测得。 (2) 热电型红外线传感器系接受检知对象物所发出的红外线，因此是被动型，由于不是图(b)所示的主动型，所以并不需要校对投光器、受光器 之光轴等烦琐的作业。 (a)被动 型 (b)主动型 图 2人体检知的方法(3) 热电效果系温度变化而产生的，这将在稍后说明之，因此只接受因温度变化之能量(Energy)，而热电型红外线传感器将电压微分而输出之。 原 理 首先介绍热电效果，如图3 所示，感知组件系使用PZT(钛酸锆酸铅系陶瓷体)强介质陶瓷体，在感知组件施加高压电(3KV～5KV/mm) 而 分极之，藉这种方法，组件表面显现的正负电荷会和空气中相反之电荷结合而呈电气中和状，如图2-24 所示。当组件的表面温度变化时， 感知组件 分极的大小会随着温度变化而变化，因此稳定时之电荷中和状态就崩溃，而感知组件表面电荷与吸着杂散电荷的缓和时间不同，所以会形成电气上的不平衡，而产生没有配对的电荷，如图3(b)所示。 像这种因温度变化而产生电荷的现象称为热电效果，设若产生之电荷为Δθ，温度变化为ΔＴ，则 Δθ／ΔＴ＝λ(库仑／℃)，就是热电 系数。实际上的传感器到底是如何利用热电效果呢？请参考传感器内部构造及本文之解说，图4 所示系热电型红外线传感器的构造。 (a)稳定时 (T)K (b)温度刚变化之后(T+ΔT)K 图3热电型红外线传感器的原理 图4 热电型红外线传感器的内部构造 (1) 各种波长的红外线射入传感器。 (2) 组件顶端之入射窗以滤光镜(Filter)覆盖着，只让必要的红外线通过，而将不要的红外线隔绝。 (3) 位于感知组件表面的热吸收膜会将红外线变换成热。 (4) 感知组件的表面温度上升，因热电效果之故，就产生表面电荷。 (5) 产生的表面电荷以FET 放大且变换阻抗。 (6) 从漏极(Drain)供给FET 动作所需的电压。 (7) 放大后的电气信号会于外部所接的源极 ─ 地端之电阻上显现出来，而与偏压重迭之后取出。 应 用： (1) 可作为入侵警报器(Intrusion detector)。 (2) 移动侦测器(Motion sensing)。 (3) 自动照明(Automatic light control)。 (4) 自动门控制(Automatic door control)。特 性: 项 目 最小典型 最 大单位 测试条件 检验型式 双组件型 响 应 2300 2800 3300 V/W 8~14μm/1Hz 噪 音 25℃/.3~10Hz 飘移电压 0.2 0.6 1.5 V Rs=47KΩ 输出阻抗 10 KΩ 操作温度 -40~70 ℃ ΔT《5℃/min 操作电压 3 15 V 直流 操作电流 4 20 50 μA 使 用注意 (1) 使用聚热组件时如CMOS等，应防止静电感应破坏组件。 (2) 避免使用于温度改善在3℃／分(3℃／minute)以上之场所。 (3) 仅量避免手指接触传感器之侦测壁，必要时可用棉花沾酒精擦拭。应 用电路：人体焦耳式体温感测 焦耳式体温传感器，由于静电效应输出阻抗很高，因此基板之一侧连接一FET 作为阻抗匹配的电压随耦器，工作时需加直流于D极和S 极。 当人体接近感知器时，在源极(S)端感应一脉冲信号，送至运算放大器做一正向放大 器。调整VR1MΩ，可改变输出的放大倍数。
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。
（工控） 机器人避障技术的分类目前移动机器人的避障根据环境信息的掌握程度可以分为障碍物信息已知、障碍物信息部分未知或完全未知两种。 传统的导航避障方法如可视图法、栅格法、自由空间法等算法对障碍物信息己知时的避障问题处理尚可，但当障碍信息未知或者障碍是可移动的时候，传统的导航方法一般不能很好的解决避障问题或者根本不能避障。而实际生活中，绝大多数的情况下，机器人所处的环境都是动态的、可变的、未知的，为了解决上述问题，人们引入了计算机和人工智能等领域的一些算法。同时得益于处理器计算能力的提高及传感器技术的发展，在移动机器人的平台上进行一些复杂算法的运算也变得轻松，由此产生了一系列智能避障方法，比较热门的有：遗传算法、神经网络算法、模糊算法等，下面分别加以介绍。 基于遗传算法的机器人避障算法：遗传算法（genetic algorithm ，简称ga ）是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法，是进化算法的一种。进化算法是借鉴了进化生物学中的遗传、突变、自然选择以及杂交等现象而发展起来的。遗传算法采用从自然进化中抽象出来的几个算子对参数编码的字符串进行遗传操作，包括复制或选择算子（reproduction or select）、交叉算子（crossover）、变异算子（mutation）。（工控视频） 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。 遗传算法的主要优点是：采用群体方式对目标函数空间进行多线索的并行搜索，不会陷入局部极小点；只需要可行解目标函数的值，而不需要其他信息，对目标函数的连续性、可微性没有要求，使用方便；解的选择和产生用概率方式，因此具有较强的适应能力和鲁棒性。
工作原理
利用红外线的物理性质来进行测量。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。
热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化（这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻），通过转换电路变成电信号输出。
扩展资料：
红外传感器的作用
1、采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）。
2、利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报。
3、采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
4、具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地。
原理这种是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水；当人体的手或身体离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关水。红外线在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
反射式红外光电传感器原理图：
反射式光电传感器是把发射器和接收器装入同一个装置内，在其前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器。可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。
反射式光电传感器的工作原理：自带一个光源和一个光接收装置，光源发出的光经过待测物体的反射被光敏元件接收，再经过相关电路的处理得到所需要的信息。可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。
扩展资料：
反射式光电传感器
1、被检测的工件或物体表面必须有黑白相间的部位用于吸收和反射红外光，这样接收管才能有效的截止和饱和达到计数的目的。所以在选择工作点、安装及使用中最关健的一点是接收管必须工作于截止区和饱和区。
2、使用中反射式光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样反射式光电传感器的转换效率最高。
3、反射式光电传感器的前端面与反光板的距离保持在规定的范围内。
4、反射式光电传感器必须安装在没有强光直接照射处，因强光中的红外光将影响接收管的正常工作。
5、反射式光电传感器的红外发射管的电流在2～10ma之间时发光强度与电流的线性最佳，所以在电流取值一般不超过这个范围，若取值太大发射管的光衰也大长时间工作影响寿命；若在电池供电的情况下电流取值应小，此时抗干扰性下降，在结构设计时应考虑这点，尽量避免外界光干扰等不利因素。
6、安装焊接时，反射式光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于5mm，否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。焊接时间应小于4秒。
7、反射式光电传感器在具体的工作环境中最佳工作状态的参数选择方法：根据实际的检测距离选取反射式光电传感器的型号。
