硕士学伊论文
（３）从传感器的性能指标来选择：主要包括了灵敏度、线性范围、精度、重
复性、分辨率和响应时间等技术指标。灵敏度越高的传感器测量精度越高，其线
性程度也更好；但是过高可能会降低输出的稳定性，所以应该根据除冰机器人对
于障碍物的检测要求选择适中的传感器灵敏度。线性度是衡量传感器的输出与输
入之比值是否保持为常数的指标；传感器的线性范围越宽其量程越大，测量也越
稳定。精度是衡量传感器的测量输出值与实际被测值之间的误差。如果传感器的
精度不能满足机器人检测障碍物信息精度的要求，则不可能完成避障和越障；但
是对传感器的精度要求过高，则增加了成本和技术困难。所以应该根据实际环境
和工作精度要求，考虑到最坏的工作条件，选择合适的传感器精度。重复性指传
感器输入信号进行连续多次测量时的变化程度。变化越小则测量误差就越小，重
复性也就越好；重复性指标优于精度指标，在温度、湿度、受力条件等参数不变
的情况下，重复性好的传感器其测量结果越稳定。
通过以上对机器人传感器选择要求的分析，综合除冰机器人的本体设计、检
测对象和实际工作环境，本文将在激光传感器、红外传感器、超声波传感器等新
型非接触型传感器中选择优良的传感器构建多传感器障碍物检测系统，非接触型
传感器通过磁场、光波、声波、红外线、Ｘ射线等中间传递介质进行检测，因为
传感器无需与被测对象接触，不会影响被测物体的状态，具有显著的优点。
激光传感器：激光是近代科学技术发展最重大的科技成就之一，作为一种新
型光源促使了激光技术的发展，目前己被成功地应用于工业、农业、军事国防、
宇航、医学、生物、气象等各领域的精密测量【２５１。
激光传感器在机器人的测距功能表现出来的高精度、高速度、大测量范围、
非接触式、抗干扰能力等优点，十分适合本文中的除冰机器人的障碍物信息检测。
激光传感器检测的基本原理如图２．２所示：匝蓁／’目标物
激光器传感器
图２．２激光传感器检测原理图
激光的脉冲激光速为Ｃ，测量传感器的激光射向被测物体到返回的时间间隔
ｆ，计算可得被测目标的距离Ｓ为：
ｓ：三ｏ（２．Ｉ）