Metody pomiaru odległości stosowane w robotach mobilnych

• Autorzy: Ilnicka I. , Maciążek M. , Stępień R.

Warianty tytułu

EN

Distance measurement methods for mobile robots

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Aktywna reakcja robota na otoczenie wykorzystuje informacje o cechach obiektów znajdujących się w jego pobliżu. Informacje te można pozyskiwać za pomocą czujników. Czujniki badające otoczenie możemy podzielić na te, które odpowiadają za [1]: położenie robota, przemieszczenie kątowe (czujniki potencjo-metryczne, indukcyjne czy zliczające), przemieszczenie liniowe (czujniki potencjo-metryczne, indukcyjne, zliczające, różnicowe, optomechaniczne), pozwalające wyszukać zadany obiekt (dalmierze ultradźwiękowe i działające w podczerwieni), odbierające otoczenie (kamery), określające prędkość oraz przyspieszenie (tachometry), reagujące na dotyk (czujniki stykowe, światłowodowe, indukcyjne, pneumatyczne, ciśnieniowe), czujniki zbliżeniowe, lokalizacyjne i orientacyjne (ultradźwiękowe, fotometryczne czy laserowe). Spośród różnych czujników zbliżenia, czyli tych realizujących pomiar odległości między miejscem jego zamontowania a odbiornikiem lub wykrywanie przeszkód znajdujących się na trajektorii ruchu manipulatora w celu uniknięcia przypadkowych zdarzeń, najszersze zastosowanie znalazły czujniki indukcyjne, ultradźwiękowe i optyczne. W pracy zaprezentowano opis (pod kątem ich możliwości oraz warunków maksymalnego wykorzystania) najczęściej wykorzystywanych metod pomiaru odległości za pomocą ultradźwięków oraz podczerwieni. Metody te są powszechnie stosowane ze względu na stosunkowo niski koszt implementacji oraz wystarczającą do tego celu dokładność pomiaru. Artykuł jest wynikiem prac badawczych prowadzonych w Studenckim Kole Naukowym "WIEM" Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej.

EN

The active reaction of a robot to the environment uses information about features of objects being in its vicinity. The information can be obtained by means of sensors. These sensors can be divided into responsible for [1]: robot location, angle relocation (potentiometer sensors, inductive sensors or encoders), linear relocation (potentiometer sensors, inductive sensors, encoders, differential sensors, optomechanical sensors), finding a desired object (ultrasound and infrared rangefinders), observing the environment (cameras), determining speed and acceleration (tachometers), reacting to the touch (contact sensors, fiber optic sensors, inductive sensors, pneumatic sensors, pressure sensors), proximity detectors, position and attitude sensors (ultrasound, photometric or laser). From among different proximity detectors, i.e. those making measurement of the distance between the sensor location and the receiver or detecting obstacles on the manipulator trajectory in order to avoid incidental events, inductive, ultrasound and optical sensors are applied most widely. The paper presents the most common methods of distance measurement using ultrasounds and infrared radiation. These methods are generally applied because of its relatively low implementation cost and sufficient measurement accuracy. This paper is the result of investigations performed in the Students' Scientific Society "WIEM" at the Faculty of Electrical Engineering of Silesian University of Technology.

Słowa kluczowe

PL

ultradźwięki; podczerwień; pomiar odległości; pomiar prędkości; roboty

EN

ultrasound; infrared; distance measurement; speed measurement; robots

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 4
• Strony: 165--180
• Opis fizyczny: bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Ilnicka I.

autor

Maciążek M.

autor

Stępień R.

• Instytut Elektrotechniki Przemysłowej i Informatyki Politechniki Śląskiej Gliwice, ul. Akademicka 10, tel.: [phone],

Bibliografia

• Morecki A., Knapczyk J.: Podstawy robotyki teoria i elementy manipulatorów i robotów. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999.
• Ciesielski P., Sawoniewicz J., Szmigielski A.: Elementy robotyki mobilnej. PJWSTK, Warszawa 2004.
• Smith S.W.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Praktyczny poradnik dla inżynierów i naukowców. BTC, Warszawa 2007.
• Novotny P.M., Ferrier N.J.: Using Infrared Sensors and the Phong Illumination Model to Measure Distances. "IEEE International Conference on Robotics and Automation" 1999, Vol. 2, p. 1644-1649.
• Queiros R., Girao P.S, Cruz Serra A.: Cross-Correlation and Sine-Fitting Techniques for High Resolution Ultrasonic Ranging. Proc. IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Sorrento, Italy 2006, p. 552-556.
• LeBlanc D., Hamam H., Bouslimani Y.: Infrared-based Human-machine Interaction. Information and Communication Technologies, ICTTA'06, Vol. 1, p. 870-875.
• http://www.fizyka.net.pl.
• GP2D12 Data Sheet: http://document.sharpsma.com/fdes/GP2D12-DATA-SHEET.PDF.
• Robot electronics - http://www.robot-electronics.co.uk/acatalog/Ultrasonic_Rangers.html.