超声波导航技术

如何获取充分的外部环境信息，自动导航小车须依赖于外部环境信息的获取，感知障碍物的存在，测量障碍物的距离，从而实现自动导航小车的自主避障。目前，自动导航小车避障和测距传感器有红外、超声波、激光和视觉传感器，其中激光传感器和视觉传感器价格贵,对控制器的要求较髙，因而在自动导航小车系统中多采用超声波传感器。下面解释一下如何用超声波传感器从外部环境获取有用的环境信息，从而使之有效的用于自动导航小车的自主避障。

超声波测距技术超声波是一种只有少数生物才能感觉到的机械波，它具有纵波、横波和表面波三种波形。超声波是一种频率为20KHZ以上的声波，具有直线传播的能力，频率越高,绕射能力越弱，但反射能力越强，其指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制。为此,利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。在遇到传播介质分界面时会产生明显的反射。

这种反射不是严格定向的,具有散射性。超声波传感器是利用超声波在空气中的定向传播和固体反射特性，通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出和回波的接收时间差及传播速度,计算出传播距离，从而得到障碍物到机器人的距离。超声波传感器虽然角度分辨率较差，但具有反映灵敏、探测速度快、距离分辨率较高的优点，而且具有结构简单,体积小，成本低等特点。 

超声波传感器测距原理 

超声波测距通常是采用时间差测距法，即超声波探头向某一方向发射出超声波，在发射的同时开始计时，当超声波在介质中碰到被测物体，就会产生反射,接收探头接受到反射波后立即停止计时，从而计算出发射和接收回波的时间差，根据超声波在空气中的传播速度和时间差，计算出发射点到被测物之间的距离。