避障是指移動(dòng)機(jī)器人根據(jù)采集的障礙物的狀態(tài)信息，在行走過(guò)程中通過(guò)傳感器感知到妨礙其通行的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)物體時(shí)，按照一定的方法進(jìn)行有效地避障，最后達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)。

隨著技術(shù)的日趨發(fā)展，無(wú)人駕駛汽車正在從科幻電影中的場(chǎng)景道具變得越來(lái)越真實(shí)，而無(wú)論是谷歌、蘋果、UBER這樣的互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)，還是奔馳、沃爾沃、凱迪拉克等傳統(tǒng)汽車廠商，都正在加入這個(gè)“戰(zhàn)團(tuán)”。

傳感避障相機(jī)、雷達(dá)、GPS、車載電腦協(xié)同作用避障主要是由測(cè)距儀、雷達(dá)跟攝像頭同時(shí)得到道路信息，測(cè)距儀可以高速獲取障礙物的距離。接著由車載電腦處理信息并且通過(guò)控制算法作出線路決策為了使無(wú)人車安全、快速的到達(dá)指定目的地，從原理上來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)傳感器感知路況和周邊情況，然后傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎醒胩幚砥鞲鶕?jù)人工智能對(duì)情況作出判斷，然后通知電傳系統(tǒng)，電傳系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)操控機(jī)械裝置，最后由機(jī)械裝置操控車輛做出各種動(dòng)作。

實(shí)現(xiàn)避障與導(dǎo)航的必要條件是環(huán)境感知，在未知或者是部分未知的環(huán)境下避障需要通過(guò)傳感器獲取周圍環(huán)境信息，包括障礙物的尺寸、形狀和位置等信息，因此傳感器技術(shù)在移動(dòng)機(jī)器人避障中起著十分重要的作用。

避障主要是由測(cè)距儀、雷達(dá)跟攝像頭同時(shí)得到道路信息，測(cè)距儀可以高速獲取障礙物的距離。接著由車載電腦處理信息并且通過(guò)控制算法作出線路決策。谷歌從2009年至今都在為這項(xiàng)技術(shù)埋頭苦干，其中避障和路徑規(guī)劃是兩大核心問(wèn)題。相機(jī)、雷達(dá)、GPS等用于檢測(cè)道路信息的傳感器，就仿如無(wú)人駕駛汽車的耳目。

常用的傳感器

激光傳感器

激光測(cè)距傳感器利用激光來(lái)測(cè)量到被測(cè)物體的距離或者被測(cè)物體的位移等參數(shù)。比較常用的測(cè)距方法是由脈沖激光器發(fā)出持續(xù)時(shí)間極短的脈沖激光，經(jīng)過(guò)待測(cè)距離后射到被測(cè)目標(biāo)，回波返回，由光電探測(cè)器接收。根據(jù)主波信號(hào)和回波信號(hào)之間的間隔，即激光脈沖從激光器到被測(cè)目標(biāo)之間的往返時(shí)間，就可以算出待測(cè)目標(biāo)的距離。由于光速很快，使得在測(cè)小距離時(shí)光束往返時(shí)間極短，因此這種方法不適合測(cè)量精度要求很高的（亞毫米級(jí)別）距離，一般若要求精度非常高，常用三角法、相位法等方法測(cè)量。

視覺傳感器

視覺傳感器的優(yōu)點(diǎn)是探測(cè)范圍廣、獲取信息豐富，實(shí)際應(yīng)用中常使用多個(gè)視覺傳感器或者與其它傳感器配合使用，通過(guò)一定的算法可以得到物體的形狀、距離、速度等諸多信息?；蚴抢靡粋€(gè)攝像機(jī)的序列圖像來(lái)計(jì)算目標(biāo)的距離和速度，還可采用SSD算法，根據(jù)一個(gè)鏡頭的運(yùn)動(dòng)圖像來(lái)計(jì)算機(jī)器人與目標(biāo)的相對(duì)位移。但在圖像處理中，邊緣銳化、特征提取等圖像處理方法計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差，對(duì)處理機(jī)要求高。且視覺測(cè)距法檢測(cè)不能檢測(cè)到玻璃等透明障礙物的存在，另外受視場(chǎng)光線強(qiáng)弱、煙霧的影響很大。

紅外傳感器

大多數(shù)紅外傳感器測(cè)距都是基于三角測(cè)量原理。紅外發(fā)射器按照一定的角度發(fā)射紅外光束，當(dāng)遇到物體以后，光束會(huì)反射回來(lái)，如圖所示。反射回來(lái)的紅外光線被CCD檢測(cè)器檢測(cè)到以后，會(huì)獲得一個(gè)偏移值L，利用三角關(guān)系，在知道了發(fā)射角度α，偏移距L，中心矩X，以及濾鏡的焦距f以后，傳感器到物體的距離D就可以通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算出來(lái)了。紅外傳感器的優(yōu)點(diǎn)是不受可見光影響，白天黑夜均可測(cè)量，角度靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較便宜，可以快速感知物體的存在，但測(cè)量時(shí)受環(huán)境影響很大，物體的顏色、方向、周圍的光線都能導(dǎo)致測(cè)量誤差，測(cè)量不夠精確。

超聲波傳感器

超生波傳感器檢測(cè)距離原理是測(cè)出發(fā)出超聲波至再檢測(cè)到發(fā)出的超聲波的時(shí)間差，同時(shí)根據(jù)聲速計(jì)算出物體的距離。由于超聲波在空氣中的速度與溫濕度有關(guān)，在比較精確的測(cè)量中，需把溫濕度的變化和其它因素考慮進(jìn)去。超聲波傳感器一般作用距離較短，普通的有效探測(cè)距離都在5-10m之間，但是會(huì)有一個(gè)最小探測(cè)盲區(qū)，一般在幾十毫米。由于超聲傳感器的成本低，實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，是移動(dòng)機(jī)器人中常用的傳感器。