在工業(yè)自動化領域中，機器人需要提供所需信息，以便正確地執(zhí)行相關操作。一項報告預計，到2021年，全球工業(yè)機器人傳感器市場(CAGR)將以大約8%的年復合增長率穩(wěn)定增長。另外一份報告明確指出，在2027年，僅視覺系統(tǒng)就能實現(xiàn)57億美元的市場份額，而力傳感器市場將達到69億美元。
以下是最常用的工業(yè)機器人傳感器列表。
2-2維視覺傳感器是一種攝像機，它能夠完成從運動物體檢測到傳輸帶的定位等多種任務。多款智能攝像機能對零件進行檢測，幫助機器人進行定位，根據(jù)機器人收到的信息來適當?shù)卣{整自己的動作。
3D視覺傳感三維視覺系統(tǒng)是一種具有不同角度的攝像機或激光掃描裝置來檢測物體的第三維空間。比如，零件的提取就是利用三維視覺技術來檢測物體，生成三維圖像，分析和選擇最佳的取景方式。
力矩傳感器如果說視覺傳感器是機器人眼睛的，那么力/力矩傳感器給機器人以觸覺。機械手通過力/力矩傳感器來感知末端作動器的力量。力/力矩傳感器大多位于機器人與夾具之間，因此，對夾具的所有反饋都是由機械手進行監(jiān)測。采用力/力矩傳感器、裝配、人工引導、示教、限力器等應用來實現(xiàn)。
沖突探測傳感器有多種形式，它主要應用于為協(xié)同機器人提供一個安全的工作環(huán)境，以供作業(yè)人員使用。有些感應器可能是一種觸覺識別系統(tǒng)，它能感覺到軟面上的壓力，并向機器人發(fā)送信號來限制或阻止機器人的移動。
有些感應器也可直接植入機器人中。一些公司利用加速計反饋，另一些則采用電流反饋。不管是哪種情況，當機器人感覺到異常的力量時，都會觸發(fā)緊急制動裝置，以確保安全。
要使工業(yè)機器人能與人協(xié)同工作，首先要找到能保障操作者安全的方法。這種感應器有多種形式，從照相機到激光等等，旨在告知機器人的環(huán)境。一些安全系統(tǒng)可以設置為，當有人進入某一空間時，機器人會自動減速運行，如果有人繼續(xù)靠近，它將停止工作。以升降機門為例，激光防盜傳感器。如果有激光探測到障礙，升降機將立即停車并返回，避免碰撞。
在其他傳感器市場上，有許多傳感器可適應各種應用。比如焊接跟蹤傳感器等等。
觸感傳感器也日益流行起來。這種類型的傳感器一般都安裝在扶手上，用于探測和感知抓取的對象。感應器能探測力并對力分布情況進行探測，從而準確地了解物體的位置，使您能控制抓握的位置和末端作用力。另有一些觸覺傳感器，能夠測量熱的變化。
可視化和近景傳感器與自動駕駛汽車相似，包括照相機、紅外、聲納、超聲波、雷達和激光雷達。有些情況下可使用多臺攝像機，特別是立體視覺。結合使用這些傳感器，機器人就能判斷大小、識別對象、確定距離。
RFID敏感器能夠提供識別碼，并允許經過授權的機器人獲得其它信息。
傳聲器(聲學傳感器)幫助工業(yè)機器人接收語音指令，并在熟悉的環(huán)境中識別異常聲音。若加入壓電傳感器，則能識別和消除振動噪聲，避免機器人錯誤理解語音指令。高級算法甚至允許機器人了解說話人的情緒。
作為機器人自我診斷的一部分，溫度感應可以被用來確定機器人周圍的環(huán)境，避免潛在的有害熱源。機器人可以通過化學、光、色等傳感器來評估、調節(jié)和探測存在的環(huán)境問題。
穩(wěn)定性對人型機器人來說，行走、跑步、甚至跳舞都是個重要問題。為了給機器人提供精確位置數(shù)據(jù)，他們需要和智能手機一樣的傳感器。這種應用中使用了9自由度(9DOF)傳感器或慣性測量裝置(IMU)，包括3軸加速度計、3軸陀螺和3軸磁力計。
感應器是實現(xiàn)軟件智能的重要組成部分，沒有傳感器，許多復雜的操作就無法實現(xiàn)。他們既能實現(xiàn)復雜操作，又能保證操作在執(zhí)行時能得到很好的控制。
什么傳感器主要用于工業(yè)機器人避障？
通過傳感器實時地獲得移動機器人周圍的障礙物信息，包括大小、形狀、位置等，從而實現(xiàn)機器人的避障。目前常用的避障傳感器有許多種，常見的是視覺傳感器、激光傳感器、紅外線傳感器、超聲傳感器等。
超聲傳感器
超聲傳感技術的基本原理是測量超聲的飛行時間，距離以d=t/2為單位，其中，d為距離，v為聲速，t為飛行時間。
一種超聲傳感信號表示。距離是由由壓電或靜電波發(fā)射而成，頻率為幾十kHz的超聲脈沖構成波包，該系統(tǒng)利用某一閾值的反向聲波，再利用測飛時間來計算。超聲傳感器的作用距離一般不大，一般的有效檢測距離幾米遠，但存在數(shù)十毫米的最小探測盲區(qū)。超聲波傳感器具有成本低廉、實現(xiàn)方法簡單、技術成熟等優(yōu)點，被廣泛應用于移動機器人。
紅外線傳感器
通常紅外測距都是利用三角測距原理。紅外線發(fā)射器按一定角度發(fā)射紅外線，遇到目標后，光會反向返回，在探測到反射光后，利用其結構上的幾何三角關系計算出目標距離D。
在距離足夠近的情況下，超出CCD的探測范圍，即使物體很近，傳感器也看不見。在目標距離D較大的情況下，L值較小，測量精度較低。所以，普通的紅外傳感器測量距離較近，小于超聲，同時遠距離測量還有最小距離限制。此外，對于透明或近似黑體的物體，紅外傳感器不能探測到距離。但是，與超聲相比，紅外傳感器的帶寬要大得多。
激光器傳感器
常用的激光雷達是以飛行時間為基礎的，它通過測量激光的飛行時間來測距離d=ct/2，與前面提到的超聲波公式相似，其中d表示距離，c為光速，t表示發(fā)射時間間隔。
最簡單的方法是測量反射光的相移，傳感器在已知的頻率下發(fā)出一定幅度的調制光，并測量發(fā)射與反相信號之間的相移。
調變信號的波長為lamda=c/f，其中c是光速，f是調制頻率，在測量發(fā)射和反射光束間相移差theta后，可以用lamda*theta/4pi計算得到。
圖像傳感器
通常使用的計算機視覺方案還有許多種，如雙目視覺、基于TOF的深度攝像機、基于結構光的深度攝像機等。
以結構光為基礎的深度照相機發(fā)出的光線，會產生相對隨機而固定的斑點圖像，光點擊中目標，因為與攝像機距離不同，被攝像機捕獲的位置也不同。該算法首先計算標準圖樣在不同位置上的相位偏差，并根據(jù)攝像機位置、傳感器尺寸等參數(shù)計算出目標到攝像機之間的距離。
雙眼視覺測距實質上也是三角測距方法，因為兩個攝像機的位置不同，看起來像人的雙眼一樣，看起來也不一樣。同樣的點P，兩個攝像機所看到的點位也不一樣，此時，點的距離可以用三角測量來測量。
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