作者Jim Toal
Vishay Intertechnology公司
前几天,我扭伤了背部,只好在地板上睡了几夜。第一天晚上,我被扫地机器人惊醒。不只噪声,(虽然十分静音),并且它一直在我周围转,撞到我、撤退、向左或向右移动几英寸,然后再次测验绕过我。我不是地板正常布局的一部分。扫地机器人运用光学传感器或摄像头在房间中导航。摄像头导航的扫地机器人不会撞到我,但我得掏一大笔钱。 光学传感器导航的扫地机器人取决于防撞条与桌腿或我这样的物体之间的触摸。
防撞条与扫地机器人机身之间存在空隙。幻想空隙构成的光环。当防撞条碰到桌腿时光环断开,由于防撞条洼陷足以挡住光线。“无光”表明撞到物体。扫地机器人中止工作,转一个视点,然后再次直线打扫。
光环的树立选用分立式红外发射器和光电探测器、反射式传感器或集成式数字光传感器,如根据VCNL36687S VCSEL的挨近传感器。
分立式红外发射器和检测器可选用几种或许的装备。单个高功率发射器衔接柔性光导管与光导管另一端的光电二极管。这相似光纤电缆,但这种状况下,撞到物体时柔性光导管遭到揉捏,光线遮断。第二种装备需求将接连防撞条分红几部分。每一部分的红外发射器对准与外圈平行的光电晶体管。当防撞条部分撞到物体时内凹阻断光束,再次形成“无光”的状况。Vishay将这种装备称为透射感测。两种状况下,光电探测器输出电流,能够扩大,由微控制器进行转化和解读。
下跌一直是扫地机器人的一大难题。如果有向下延伸的楼梯,就存在下跌的或许。机器人从楼梯上掉下来会遭到损坏;因而需求防止下跌。这种状况下可运用数字光挨近传感器,传感器朝地上歪斜必定视点,坐落机器人前缘。这种挨近传感器在单个封装中集成红外发射器、光电二极管和信号处理电路。Vishay VCNL36687S等传感器的输出为0到4095的数字,由于分辨率为12位。沿着地板移动时,发射器将木头、瓷砖或地毯外表反射的光传到光电二极管,传感器读取的是“高”计数,并经过I2C传送到微控制器。当计数降到零时,表明没有地上,机器人中止工作。为减轻机器人的担负,不用继续轮询值,传感器可对设置的阈值做出反响,并经过简略的HIGH / LOW引脚(中止脚)将信息传给微控制器。传感器体系有必要满足智能,知道从反射外表到悬空,从木材等反射外表到可吞噬红外光的深色粗毛地毯之间的差异,然后判别前行仍是中止。
扫地机器人最重要的功用之一是知道行走间隔。这也可运用光学传感器、透射传感器或带缝隙的中止器,红外发射器的光穿过码盘空隙传到光电晶体管。
这种状况下,透射传感器是单体封装而不是上述分立器材。码盘衔接到轮子的驱动轴上,阻断传送到光电晶体管的红外光。它们统称为光学编码器。运用TCUT1630X01之类的3通道透射传感器,机器人可盯梢跋涉间隔、行进撤退方向以及必要的转数。
谢天谢地所有这些传感器都运用940 nm红外光。如果是可见光,我就别想睡了。