避障是指移動機器人根據采集的障礙物的狀態信息，在行走過程中通過傳感器感知到妨礙其通行的靜態和動態物體時，按照一定的方法進行有效地避障，最后達到目標點。

隨著技術的(de)日趨(qu)發(fa)展，無人駕駛(shi)汽車正在從科幻電影中(zhong)的(de)場景道具變得越(yue)來越(yue)真實，而無論是(shi)谷歌(ge)、蘋果(guo)、UBER這樣的(de)互聯網科技企(qi)業，還是(shi)奔(ben)馳、沃爾沃、凱迪拉克等傳(chuan)統汽車廠商，都(dou)正在加入這個“戰團”。

傳(chuan)感避障相(xiang)機、雷(lei)達、GPS、車載電腦(nao)協同(tong)(tong)作用避障主(zhu)要(yao)是由(you)測距(ju)儀、雷(lei)達跟攝(she)像頭同(tong)(tong)時得到(dao)道路信息(xi)，測距(ju)儀可以高速獲取障礙物的距(ju)離。接著(zhu)由(you)車載電腦(nao)處理(li)信息(xi)并且通(tong)(tong)過(guo)控制算(suan)法作出(chu)線路決策為了使無人車安全、快速的到(dao)達指定(ding)目(mu)的地，從原理(li)上來說，需(xu)要(yao)通(tong)(tong)過(guo)傳(chuan)感器感知路況和周邊情況，然后(hou)傳(chuan)輸到(dao)中央處理(li)器，中央處理(li)器根(gen)據(ju)人工(gong)智能對情況作出(chu)判斷，然后(hou)通(tong)(tong)知電傳(chuan)系統，電傳(chuan)系統根(gen)據(ju)信號操控機械裝置，最后(hou)由(you)機械裝置操控車輛做出(chu)各種(zhong)動作。

實現(xian)避(bi)障(zhang)與導航的(de)(de)必要條(tiao)件是環境感(gan)(gan)知，在(zai)未知或者是部分未知的(de)(de)環境下(xia)避(bi)障(zhang)需要通過傳感(gan)(gan)器獲取周(zhou)圍(wei)環境信息(xi)，包括障(zhang)礙物的(de)(de)尺寸、形狀和位置(zhi)等信息(xi)，因此傳感(gan)(gan)器技術在(zai)移動機器人避(bi)障(zhang)中起著十分重要的(de)(de)作(zuo)用。

避(bi)障主(zhu)要是由測距儀(yi)、雷達跟攝像頭(tou)(tou)同(tong)時得到道(dao)路信息，測距儀(yi)可以高速(su)獲取障礙(ai)物的距離(li)。接著(zhu)由車載電腦處理信息并且通過(guo)控制算法(fa)作出線(xian)路決策。谷歌從2009年至今都在為這項技術埋頭(tou)(tou)苦(ku)干，其中避(bi)障和路徑規(gui)劃是兩大核心問題。相機、雷達、GPS等用于檢測道(dao)路信息的傳感器，就仿如無人駕駛汽車的耳(er)目。

常用的傳感器

激光(guang)傳感(gan)器

激(ji)光(guang)(guang)測(ce)(ce)(ce)距(ju)(ju)傳感器(qi)利用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)來測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)到(dao)被測(ce)(ce)(ce)物體(ti)的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)或者(zhe)被測(ce)(ce)(ce)物體(ti)的(de)(de)(de)位(wei)移等參數(shu)。比較常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)距(ju)(ju)方(fang)(fang)法是由脈沖激(ji)光(guang)(guang)器(qi)發出持續時間(jian)(jian)(jian)極短的(de)(de)(de)脈沖激(ji)光(guang)(guang)，經過待(dai)測(ce)(ce)(ce)距(ju)(ju)離(li)后射到(dao)被測(ce)(ce)(ce)目標，回波返(fan)(fan)回，由光(guang)(guang)電探測(ce)(ce)(ce)器(qi)接收。根據(ju)主波信號和回波信號之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)間(jian)(jian)(jian)隔(ge)，即激(ji)光(guang)(guang)脈沖從激(ji)光(guang)(guang)器(qi)到(dao)被測(ce)(ce)(ce)目標之間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)往返(fan)(fan)時間(jian)(jian)(jian)，就可以算出待(dai)測(ce)(ce)(ce)目標的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)。由于光(guang)(guang)速(su)很快(kuai)，使(shi)得在測(ce)(ce)(ce)小距(ju)(ju)離(li)時光(guang)(guang)束(shu)往返(fan)(fan)時間(jian)(jian)(jian)極短，因此這種方(fang)(fang)法不適合測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)精度要求很高的(de)(de)(de)（亞(ya)毫米(mi)級別）距(ju)(ju)離(li)，一(yi)般若要求精度非(fei)常(chang)高，常(chang)用(yong)(yong)三(san)角法、相位(wei)法等方(fang)(fang)法測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)。

視覺傳感(gan)器

視覺傳(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)優點是探測(ce)范圍廣、獲取(qu)信息豐富，實際應用(yong)(yong)(yong)中常使用(yong)(yong)(yong)多個(ge)(ge)視覺傳(chuan)感器(qi)或(huo)者與(yu)(yu)其它(ta)傳(chuan)感器(qi)配合使用(yong)(yong)(yong)，通過一定(ding)的(de)(de)(de)算(suan)法可(ke)以得到(dao)物體的(de)(de)(de)形狀(zhuang)、距離、速度等(deng)諸多信息。或(huo)是利用(yong)(yong)(yong)一個(ge)(ge)攝像(xiang)機的(de)(de)(de)序列圖(tu)像(xiang)來計(ji)算(suan)目(mu)標(biao)(biao)的(de)(de)(de)距離和速度，還可(ke)采用(yong)(yong)(yong)SSD算(suan)法，根(gen)據一個(ge)(ge)鏡頭的(de)(de)(de)運動圖(tu)像(xiang)來計(ji)算(suan)機器(qi)人與(yu)(yu)目(mu)標(biao)(biao)的(de)(de)(de)相對位移。但(dan)在圖(tu)像(xiang)處理(li)中，邊緣銳化(hua)、特征提取(qu)等(deng)圖(tu)像(xiang)處理(li)方法計(ji)算(suan)量大，實時(shi)性(xing)差(cha)，對處理(li)機要求高。且視覺測(ce)距法檢測(ce)不(bu)能(neng)檢測(ce)到(dao)玻(bo)璃(li)等(deng)透(tou)明(ming)障礙(ai)物的(de)(de)(de)存在，另外受視場光(guang)線強弱、煙霧的(de)(de)(de)影響很大。

紅(hong)外傳感(gan)器

大多數紅外(wai)(wai)傳(chuan)感(gan)器測(ce)(ce)距都(dou)是基于三角(jiao)測(ce)(ce)量(liang)原理。紅外(wai)(wai)發射(she)器按(an)照一定的(de)角(jiao)度(du)發射(she)紅外(wai)(wai)光(guang)束(shu)，當遇到物(wu)體以(yi)(yi)后(hou)，光(guang)束(shu)會(hui)反(fan)(fan)射(she)回(hui)來(lai)，如圖所示。反(fan)(fan)射(she)回(hui)來(lai)的(de)紅外(wai)(wai)光(guang)線被CCD檢(jian)測(ce)(ce)器檢(jian)測(ce)(ce)到以(yi)(yi)后(hou)，會(hui)獲得一個偏(pian)移(yi)值L，利用三角(jiao)關系，在(zai)知道了發射(she)角(jiao)度(du)α，偏(pian)移(yi)距L，中心矩X，以(yi)(yi)及濾(lv)鏡的(de)焦距f以(yi)(yi)后(hou)，傳(chuan)感(gan)器到物(wu)體的(de)距離D就(jiu)可以(yi)(yi)通(tong)過(guo)幾(ji)何(he)關系計算出來(lai)了。紅外(wai)(wai)傳(chuan)感(gan)器的(de)優(you)點是不(bu)受可見光(guang)影響，白天黑夜均(jun)可測(ce)(ce)量(liang)，角(jiao)度(du)靈(ling)敏(min)度(du)高、結(jie)構簡單(dan)、價(jia)格較便宜，可以(yi)(yi)快速感(gan)知物(wu)體的(de)存在(zai)，但測(ce)(ce)量(liang)時受環境影響很大，物(wu)體的(de)顏色、方向、周(zhou)圍的(de)光(guang)線都(dou)能導致測(ce)(ce)量(liang)誤(wu)差(cha)，測(ce)(ce)量(liang)不(bu)夠精(jing)確。

超聲波傳感器

超生波(bo)傳(chuan)(chuan)感器(qi)檢測距(ju)離原理是(shi)測出發(fa)出超聲(sheng)波(bo)至再檢測到發(fa)出的(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)波(bo)的(de)(de)(de)(de)時間差，同時根據(ju)聲(sheng)速計算出物體的(de)(de)(de)(de)距(ju)離。由于超聲(sheng)波(bo)在(zai)空(kong)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)速度與(yu)溫濕度有(you)關，在(zai)比較精(jing)確的(de)(de)(de)(de)測量中(zhong)，需(xu)把溫濕度的(de)(de)(de)(de)變化和其它因素考慮進去。超聲(sheng)波(bo)傳(chuan)(chuan)感器(qi)一(yi)般作用距(ju)離較短，普通的(de)(de)(de)(de)有(you)效探測距(ju)離都在(zai)5-10m之間，但是(shi)會有(you)一(yi)個最小探測盲(mang)區，一(yi)般在(zai)幾十毫米。由于超聲(sheng)傳(chuan)(chuan)感器(qi)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本低(di)，實現方法(fa)簡單，技術成(cheng)(cheng)熟(shu)，是(shi)移動機器(qi)人中(zhong)常用的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器(qi)。