专利名称：机器人的三角形阵列红外传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器装置，具体涉及一种用于机器人的红外传感器。
背景技术：
现在智能化是机器人科学研究主要发展方向之一，机器人的智能主要体现在未知障碍环境中自主工作。当前应用的多关节机器人由于缺乏对周围环境的感知能力，不能在非结构化环境中自主工作。红外传感器使在非结构化以及时变的环境中自主操作成为可能，红外传感器阵列覆盖在机器人表面，可以实时地给出外界环境中的障碍物存在和距离信息，解决机器人实时避障的首要问题。而当前的红外传感器阵列主要排列方式为矩形排列，所用的红外线发射管和红外线接收管的数量多，成本高，信号处理运算量大，而且使得系统速度和可靠性降低。
发明内容
本发明为了解决已有机器人中红外线发射管和红外线接收管的数量多，成本高，信号处理运算量大，而且使得系统速度和可靠性降低的问题，而提出一种机器人的三角形阵列红外传感器。
本发明由红外线发射管和红外线接收管组成；覆盖在一个平面内的每相邻的三个红外线发射管按照三角形三个顶点的结构排列，三个相邻且排列为三角形的红外线发射管的中间区域内设置有一个红外线接收管。
本发明采用三角形排列结构，相对于矩形排列结构，三角形排列结构可以减少所用发射管的数量。这对于大规模应用非常重要，可以降低成本，减少信号处理的运算量，提高系统速度，提高系统可靠性。
图1是具体实施方式
二的结构示意图；图2是具体实施方式
三的结构示意图；图3是红外发射管1的极坐标系方向特性曲线；图4是红外发射管1的直角坐标系方向特性曲线；图5是两个红外线发射管1相互作用示意图；图6是正三角形排列的红外发射管1可覆盖的有效面积的示意图；图7是正方形排列的红外发射管1可覆盖的有效面积的示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式由红外线发射管1和红外线接收管2组成；覆盖在一个平面内的每相邻的三个红外线发射管1按照三角形三个顶点的结构排列，三个相邻且排列为三角形的红外线发射管1的中间区域内设置有一个红外线接收管2。
具体实施方式
二结合图1说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于每相邻的三个红外发射管1所组成的三角形的中心设置有一个红外接收管2，其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于每个红外发射管1与一个红外接收管2相邻，其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1、图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于每相邻的三个红外线发射管1按照等边三角形三个顶点的结构排列，其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
机器人的三角形阵列红外传感器排布，这里要使红外发射管1覆盖一个平面区域；首先计算一下传感器密度，λ为方向特性曲线参数，OBOA=λ,]]>则可以被最大方向强度的λ倍覆盖的区域为图3中的阴影部分。设α为图3中纵坐标为λ的对应点的横坐标所代表的角度。如图5，当两个发射管间的距离为OC时，发射管以最大方向强度的λ倍覆盖机器人表面高度为h=ratg(α)(1)]]>其中ra=OC2]]>ra为发射管的覆盖半径。
从式(1)可以看出当α一定时，覆盖高度h和覆盖半径ra中的一个可以确定另外一个。以下用覆盖高度h来确定覆盖半径ra，即把覆盖高度h当作一个指标参数，每个传感器的有效覆盖半径ra为ra＝tg(α)h对于正三角形排列，如图6，发射管可以覆盖的有效面积(图中阴影部分)为S3=32ra×12ra×6=332ra2]]>对于正方形排列，如图7，发射管可以覆盖的有效面积(图中阴影部分)为S4=22ra×22ra×4=2ra2]]>S3S4=1.299]]>所以正三角形排列比正方形排列在红外发射管1数量相同并且覆盖效果相同的情况下可以提高覆盖面积约29.9％。在覆盖面积相同的情况下，正三角形排列比正方形排列所用的红外发射管1减少约23％。
权利要求
1.机器人的三角形阵列红外传感器，它由红外线发射管(1)和红外线接收管(2)组成；其特征在于覆盖在一个平面内的每相邻的三个红外线发射管(1)按照三角形三个顶点的结构排列，三个相邻且排列为三角形的红外线发射管(1)的中间区域内设置有一个红外线接收管(2)。
2.根据权利要求1所述的机器人的三角形阵列红外传感器，其特征在于每相邻的三个红外发射管(1)所组成的三角形的中心设置有一个红外接收管(2)。
3.根据权利要求1所述的机器人的三角形阵列红外传感器，其特征在于每个红外发射管(1)与一个红外接收管(2)相邻。
4.根据权利要求1所述的机器人的三角形阵列红外传感器，其特征在于每相邻的三个红外线发射管(1)按照等边三角形三个顶点的结构排列。
全文摘要
机器人的三角形阵列红外传感器，它涉及一种传感器装置，它为了解决已有机器人中红外线发射管和红外线接收管的数量多，成本高，信号处理运算量大，而且使得系统速度和可靠性降低的问题，而提出一种机器人的三角形阵列红外传感器。它由红外线发射管(1)和红外线接收管(2)组成；覆盖在一个平面内的每相邻的三个红外线发射管(1)按照三角形三个顶点的结构排列，三个相邻且排列为三角形的红外线发射管(1)的中间区域内设置有一个红外线接收管(2)。它采用三角形排列结构，相对于矩形排列结构，三角形排列结构可以减少所用发射管的数量。这对于大规模应用非常重要，可以降低成本，减少信号处理的运算量，提高系统速度，提高系统可靠性。
文档编号G01S7/48GK1996052SQ200610151178
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者付宜利, 靳保, 王树国, 曹政才 申请人:哈尔滨工业大学