AGV如何利用超声波传感器规避障碍物

AGV全称（Automatecl Guided Vehicles），是一种装有自动导引装置，能够沿规定的路径行驶，具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的自动导航车。近几年随着物流搬运市场需求和劳动力成本的不断提高，工厂规模扩大和管理模式的革新，工作效率与成本控制等众多因素，AGV产品的功能及系统需更进一步快速满足客户对产品高适应性的需求。

对于复杂的工厂环境来说，不管是人工操作还是机器操作，安全都是不容忽视的问题。根据AGV小车在工厂的应用，AGV小车避障系统直接关系到AGV小车在运行过程的安全。因此障碍物检测是自动导航车研究的一个基本问题，是实现安全、正常工作的前提。超声波传感器以其价格低廉、测距精度高、测量稳定、体积小等优点，被广泛用于AGV的避障检测。下面工采网列举几个例子来说明超声波传感器在AGV避障中的相关应用技术。

智能AGV与传统AGV障碍物传感器比较

从检测范围来看：智能AGV小车是以传感器为发射源的锥形空间区域，能够对前方空间范围的物体进行全方位体测；而传统AGV小车是点对点的直线检测或者是以传感器为发射源的平面扇形区域，只能对前方平面范围的物体进行检测。

从环境适应性来看：智能AGV小车不受颜色、光线强度干扰，对物体的距离能够实现精准体测，并且在各种环境下，体测的结果都稳定可靠；传统红外光电对颜色、光线的强度以及物体表面的反光特性比较敏感，在不同的光照强度下，AGV小车感应范围的差异有所加大，在相同的环境下，对不同颜色，AGV小车的感应距离会有较大的差异。

从输出方式来看：智能AGV小车是量化距离输出，告诉AGV小车控制模块前方物体离车体到低还有多远，然后根据前方障碍物的距离进行逐步减速，例如我们可以设置在障碍物2M的位置开始减速，在1．5M、1M的位置再进行减速，在0．8M的位置停止。障碍物的减速距离都可以根据实际应用情况进行设置。

基于超声波传感器的AGV避障测距原理

由于超声波传感器的探测波束角较小，在其实际应用中，一般使用多个传感器组成传感器阵列，以扩大探测范围。超声波传感器阵列的构建，须解决传感器在AGV上的布局问题，具体来说就是传感器数量和安装间距的选择问题。传感器数量和安装间距的选择须根据最小盲区要求确定，而超声波传感器的探测波束角是计算盲区的重要参数。

超声波传感器测距可利用勾股定理，可以得到障碍物实验中摆放位置与超声波传感器的实际距离：

综上所述超声波传感器利用障碍物对声波的反射作用进行距离检测，这一特性也决定了交叉串扰现象的存在，即一个传感器发射的声波经障碍物反射后，能够被相同检测方向的传感器接收到，从而产生错误的测距结果。因此在使用多个超声波传感器进行障碍物检测的场合，常采用传感器交替工作方式，即某一时刻有且只有一个超声波传感器在检测障碍物。因此AGV避障模块检测的盲区大小与超声波传感器的安装数量、安装间距有关，传感器数量越多、安装间距越小，检测盲区就越小，反之则大。若传感器安装数量过多，AGV避障检测周期就会增大，影响其检测实时性，从而对AGV的安全工作产生不利因素。从减小盲区和提高避障检测实时性两方面综合考虑。为此工采网引荐一款MaxBotix 超声波避障传感器 － MB1043。

超声波避障传感器MB1043是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超声波传感器，它在设计上，不仅对干扰噪音做了处理，具备抗噪音干扰能力。而且对于大小不同的目标，和变化的供电电压，做了灵敏度的补偿。另外还具备标准的的内部温度补偿，使得测量出来的距离数据更加精准。应用于室内环境，它是一款很不错的低成本解决方案！

超声波避障传感器 MB1043 特点：

体积小低成本方案

高分辨率可达1mm

可测距离长达5米

多种输出方式，包括脉宽、模拟电压、串口

低功耗适合电池供电系统，3．3伏供电仅有2．5mA电流

抗噪音

对大小变化的目标和工作电压各有补偿

标准内部温度补偿和可选的外部温度补偿

操作温度从0摄氏度C ＋ 65摄氏度C

超声波避障传感器 MB1043应用：

行人检测

小目标探测

高灵敏度的应用程序

机器人测距避障

无人机测距避障

室内环境

超声波避障传感器MB1043在HRLV－MaxSonar－EZ系列中的波束角选择

MB1003波束角示意图

MB1023波束角示意图

MB1043波束角示意图