거리 센서:종합 안내서

우리는 IR, 레이저, 초음파, LED TOF(Time-of-Flight) 센서 등과 같은 많은 거리 센서를 보유하고 있습니다. 따라서 프로젝트에 하나를 선택하는 것은 어려울 수 있습니다.

오늘의 기사에서는 다양한 거리 센서, 응용 프로그램, 장점 및 단점을 살펴봅니다. 가자.

거리 센서란 무엇입니까?

그림 1:장착된 적외선 센서

거리 센서는 물리적 접촉 없이 두 물체 사이의 거리를 측정하는 전자 장치입니다.

따라서 빠르고 정확한 측정, 위치 지정 및 물체 범위를 제공합니다.

거리 센서는 어떻게 작동합니까?

그림 2:초음파 센서의 작동

모든 거리 센서는 관련된 기술에 관계없이 동일한 작동 원리를 가지고 있습니다.

두 지점 사이의 거리를 측정하려는 경우 거리 센서의 작동 방식은 다음과 같습니다.

• 먼저, 거리 센서 송신기가 물체를 향해 신호를 보냅니다.
• 결과적으로 신호는 물체에 닿으면 반사/반사됩니다.
• 센서의 수신기가 반사된 신호를 받습니다.
• 그런 다음 호출이 전송 및 수신된 시점부터 지연을 계산합니다.
• 마지막으로 지연을 사용하여 자신과 물체 사이의 거리를 계산합니다.

측정된 지연은 다음과 같은 형식일 수 있습니다.

• 복귀 신호의 위상 변화
• 반환 신호의 강도
• 마지막으로 신호 송수신 사이의 시간 지연

거리 센서의 유형은 무엇입니까?

초음파 거리 센서

그림 3:드론 헬리콥터의 클로즈업

초음파 거리 센서는 고주파 소나/음파에 의존하여 물체까지의 거리를 측정합니다.

작동 방식은 다음과 같습니다.

• 초음파 센서가 물체/장애물을 향해 고주파 음파를 보냅니다.
• 동시에 타이머가 시작되고 메아리처럼 파도가 센서의 수신기로 반사됩니다.
• 따라서 센서가 반사 신호를 수신한 직후 타이머가 멈춥니다.
• 마지막으로 신호 이동 시간과 음속을 대조하여 물체 사이의 거리를 계산합니다.

적외선 거리 센서

이 센서 모듈은 삼각 측량의 원리를 사용하거나 반사 각도를 사용하여 두 물체 사이의 거리를 측정합니다.

작동 방식은 다음과 같습니다.

• LED 방출기를 통해 적외선 신호를 방출하고 위치 감지 광검출기(PSD) 렌즈에서 반사된 신호를 수신합니다.
• 마지막으로 PSD 센서는 반사 각도를 사용하여 반사 물체의 거리를 결정합니다.

레이저 거리 센서(LiDAR)

그림 4:Lidar 및 안전 센서 사용을 보여주는 자율 주행 전기 자동차

LiDAR(Light Detection and Ranging)은 다음과 같은 방식으로 작동하는 레이저 거리 센서입니다.

첫째, 송신기는 물체/장애물을 향해 레이저 광을 방출합니다. 물체는 LiDAR의 수신기 쪽으로 신호/펄스를 반사합니다.

그리고 마지막으로 센서는 빛의 속도와 시간의 관계를 이용하여 두 물체 사이의 거리를 계산합니다.

LED ToF 거리 센서

TOF(Time-of-Flight) 센서는 전파가 송신기에서 되돌아오는 데 걸리는 시간을 결정하여 거리를 측정합니다.

결과적으로 공중의 광속과 신호의 비행 시간 사이의 관계를 사용하여 거리를 구합니다.

따라서 단일 스냅샷의 데이터를 사용하여 3D X, Y, Z 이미지를 생성할 수 있습니다.

장점:높은 정확도、 큰 물체 식별 가능、3D 이미징 지원

단점:비싸고, 열악한 Z 깊이 해상도

응용 프로그램:로봇 공학 및 드론、머신 비전、산업용 응용 프로그램、카운팅

소나 거리 센서

초음파 센서와 작동 원리는 동일하지만 수중에서 더 뛰어납니다. 참고로 소나 센서에는 두 가지 유형이 있습니다. 수동적이고 능동적입니다.

• 첫째, 능동 소나 센서는 신호를 방출하고 반사된 신호를 수신하면 거리를 결정합니다.
• 반면, 수동 소나는 송신기가 없고 다른 물체의 신호만 수신합니다.

응용 프로그램:루프 제어、잠수함의 사람 감지 및 감지、스택 높이 제어

근거리 거리 센서

그림 5:로봇 청소기가 아파트 바닥을 청소합니다.

근거리 거리 센서는 가까운 물체 사이의 거리를 측정합니다. 고해상도 센서이며 최소 범위가 1mm에서 2,000mm 이상일 수 있습니다.

장점:낮은 작동 전압 소비, 、저비용 및 정확함

응용 프로그램:사람 감지 및 정밀 범위 찾기、조명 제어、로봇 청소기

장거리 거리 센서

장거리 센서는 펄스 비행 시간 원리를 사용하여 최대 300미터의 거리를 측정합니다.

장점:도달 범위가 더 길고, 、다재다능하고 샘플링 속도가 빠릅니다.

단점:비싸다

응용 프로그램:적재 확인 및 목재 위치 지정, 크레인 모니터링, 채움 레벨, 속도 및 고도 측정

거리 센서 비교

장거리 감지에 적합

LiDAR 및 TOF 센서는 장거리 감지에 적합하지만 초음파 및 IR 센서는 적합하지 않습니다.

높은 읽기 빈도

LiDAR 및 TOF 센서는 판독 빈도가 높습니다. 대조적으로 초음파 및 IR 센서는 그렇지 않습니다.

비용

초음파 및 IR 센서는 LiDAR 및 TOF에 비해 저렴합니다. 또한 LiDAR는 4개의 거리 센서 중 가장 비쌉니다.

복잡한 개체에 대한 사용 적합성

LiDAR, IR 및 TOF 센서는 복잡한 물체에 사용하기에 매우 적합합니다. 하지만 초음파 센서는 간단한 용도로만 사용할 수 있습니다.

외부 조건에 민감함

LiDAR, IR 및 TOF 센서는 그렇지 않은 초음파 센서와 달리 외부 조건에 민감합니다.

3D 이미징 호환

LiDAR 및 TOF 센서는 3D 이미징과 호환되지만 초음파 및 IR 센서는 호환되지 않습니다.

결론

일반적으로 거리 센서는 일상 생활에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 프로젝트에 사용할 계획이라면 비용, 크기, 적합성 및 내구성을 고려하십시오.

마지막으로 설명이 필요한 회색 영역이 있으면 당사에 문의하십시오. 최대한 빨리 연락드리겠습니다.