红外传感器的测距基本原理及应用

红外传感器是利用红外线来进行传感的仪器，英文名称为infra-red sensor，是一种以红外线为介质来完成测量功能的传感器，红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质，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。     

红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到机器人主机，机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化。  

利用的是红外线传播时的不扩散原理 ，因为红外线在穿越其它物质时折射率很小 ，所以长距离的测距仪都会考虑红外线 ，而红外线的传播是需要时间的 ，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被接受到 ，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离， 红外线的工作原理：利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间△t，从而根据D＝C△t/2得到距离D。  

红外传感器的测距基本原理为发光管发出红外光，光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。根据发射光的强弱可以判断物体的距离，它的原理是接收管接收的光强随反射物体的距离而变化的，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。  

目前，使用较多的一种传感器-红外光电开关，它的发射频率一般为38 kHz左右，探测距离一般比较短，通常被用作近距离障碍目标的识别。本系统采用的即为此种传感器。  

红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。  

超声波测距的优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量，可以在较差的环境中使用，所以倒车雷达多半使用超声波，缺点是精度较低，有盲区，且成本较高。　　

红外线光电开关是一种新型的非接触式开关，不受其他光源的干扰和使用环境的限制，具有工作可靠、抗干扰能力强、响应速度快、寿命长等优点，而且，红外线虽是不可见光，但它的直线传播、反射、折射等物理属性均与可见光相似，在光的传播中可以使用聚焦透镜、折射棱镜等光学器件。光线不可见意味着有一定的隐蔽性，所以这种开关在工农业生产和安全警卫工作中，有着广泛的应用前景。

红外测距传感器特点 　　

1）远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离;  　　

2）有同步输入端，可多个传感器同步测量;  　　

3）测量范围广，响应时间短;  　　

4） 外形设计紧凑，易于安装，便于操作。

红外测距传感器应用 　　

近期来全球自然灾害频发，像近期的四川、智利的大地震、日本海啸，严重影响人类生命安全，而二次灾难又对营救者带来了极大的风险，这时搜救机器人就可以很好的代替营救者来搜救被困人群。传感器是搜救机器人不可缺少的器件，机器人上有很多种传感器，其中就有红外测距传感器。  　　

运动能力、感知能力、通讯能力和作业能力等几个方面能力是搜救机器人必须具备的。搜救机器人的通讯作业能力需要依靠机器人良好的运动能力和感知能力，而机器人的运动能力和感知能力是建立在传感器的有效发挥上的。红外传感器在搜救机器人上的应用相当于人眼的功能，利用的红外测距传感器发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，很高的频率响应，适合于恶劣的工业环境中。  　　

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