什么是距离传感器
发布时间:2024-11-21
距离传感器是一种测量距离的传感器。
*近,它已被用于汽车和工业机械的自动驾驶,以及防止与*安全系统检测到的物体发生碰撞。距离传感器主要分为三种类型:使用激光雷达(光学)的距离传感器、使用毫米波的距离传感器以及使用超声波的距离传感器。
许多传感器采用称为 TOF(飞行时间)的传感器机制,该机制传输每种方法的信号,并根据接收到从物体反射的信号的时间来测量距离。
距离传感器的使用
距离传感器的使用因方法而异。
1. 激光雷达方法
LiDAR方法具有高分辨率,因此位置和形状识别的精度很高。用于自动驾驶,安装在飞机、等上,测量地形的3D形状,并用于识别前方物体的形状。
它还用于允许自动引导车辆识别与障碍物距离的安全装置,以及识别产品形状和尺寸并自动分类的装置。
2.毫米波法
毫米波方式的测量距离相对较长,并且能抵抗环境变化。它还用作运动传感器来检测一定有限范围内的移动物体(例如人类),并用于安全目的。
它还用于自适应巡航控制和碰撞缓解制动,以辅助汽车驾驶。该方法还用于盲点监视器,可检测从后面接近的物体并协助高速公路上的变道。
3、超声波法
超声波法是一种可以低成本引入的方法。但检测距离约为10m,比其他方法要短。
由于它可以以低成本引入,因此它适合用作运动传感器,当有人接近时会打开灯,或者用于检测传送带上的包裹。它还用于停车时检测障碍物。
4. 立体相机
立体相机还可以根据图像计算距离,因此它们有时被归类为距离传感器。与测量距离优异的毫米波距离传感器组合,有时安装在使用图像判断距离的汽车驾驶辅助系统中。
距离传感器原理
许多传感器采用称为 TOF(飞行时间)的传感器机制。通过发送每种方法的信号并测量接收到从待测物体反射的信号的时间来测量距离。
1. 激光雷达方法
LiDAR方法使用激光,除了可见光之外,还使用紫外线和近红外线。通过发射激光脉冲信号并检测接收被测物体反射光所需的时间来计算距离。
它具有高分辨率,即使是很小的物体也能检测到,其特点是精度高,可达±数毫米。另一方面,它不适合测量光穿过的物体或测量有灰尘的环境。它也不适合在光照条件变化复杂的地方进行测量。
2.毫米波法
毫米波方法使用对应于毫米波的电磁波。毫米波有两种类型:脉冲法和FMCW法。脉冲法是通过发射脉冲无线电波并检测接收从被测物体反射的无线电波所需的时间来计算距离的方法。
FMCW方法发射频率随时间变化的无线电波,并根据发射信号和反射信号干扰产生的拍频(频率差)计算距离。毫米波方法可以进行长距离测量,具有约±0.1毫米的优异精度,并且能够抵抗明亮环境和灰尘环境。
但它不适用于容易吸收无线电波的材料,如塑料、衣服和非金属材料。
3、超声波法
在超声波方法中,通过发射脉冲超声波并检测从被测物体接收反射超声波所需的时间来计算距离。其优点是引入成本低,不仅可用于空间,还可用于液体和固体。
但缺点是可测量距离较短,约为10m,除非物体达到一定尺寸,否则无法测量。另外,由于它是声波,因此不适合吸收声音的材料,也不适合测量海绵或泡沫材料。
4. 立体相机
立体相机利用两个摄像头对被测物体进行拍摄并获取位置信息。系统利用两个摄像头的位置信息以及摄像头的安装距离进行三点测量,检测到被测物体的距离。
立体摄像头还存在缺点,即在黑暗道路上采集图像数据比较困难,在明亮的逆光下检测精度会下降。