Différents types de capteurs IR pour la mesure de distance

L'infrarouge (IR) est une lumière invisible. La longueur d'onde de la lumière rouge est entre 620 et 750 nanomètres — la lumière de longueurs d'onde inférieures à 750 nanomètres est invisible pour les humains. Cette lumière invisible est très utile — c'est ce que la télécommande envoie à la télévision pour la faire changer de chaîne, augmenter le volume ou s'allumer et s'éteindre. Les codes pour toutes ces fonctions sont des modulations d'IR. Les robots utilisent souvent l'IR pour détecter la distance aux objets environnants.

LADAR

Le LADAR est comme le RADAR sauf qu'il utilise la lumière au lieu des ondes radio (le SONAR utilise le son de la même façon). Toutes ces techniques de télémétrie envoient un faisceau (codé d'une manière qui peut être reconnue) qui frappe un objet et rebondit. Il y a essentiellement trois façons dont le faisceau de retour est utilisé pour déterminer la distance à l'objet sur lequel il a rebondi : le temps, la force et l'angle. Le temps est le plus difficile (mais le plus précis) et il est utilisé dans l'aviation (RADAR) et par des animaux comme les chauves-souris et les marsouins (SONAR). Pour la détection de distance robotique, les techniques plus simples basées sur la force et l'angle sont utilisées. Les robots essaient d'éviter de heurter des objets stationnaires, pas de détecter des objets en mouvement rapide.

Distance par diffusion

La force du signal de retour est proportionnelle à sa distance. Le faisceau peut être étroitement focalisé quand il sort, mais il revient dans un faisceau qui n'est pas aussi parallèle. Plus l'objet est loin, plus le signal est diffus quand il revient. La diffusion du faisceau de retour est quelque peu déterminée par la nature de l'objet sur lequel il a rebondi, donc ce n'est pas une bonne façon de mesurer la distance. Cela fonctionne, cependant, si vous essayez seulement de ne pas vous heurter à un mur. En vous approchant du mur, le signal de retour devient distinctement plus brillant, et mesurer la luminosité est simple à implémenter dans des dispositifs électriques.

Distance par angle

Si un faisceau mobile est sur un coin d'un robot mobile et le récepteur pour le faisceau réfléchissant est sur le coin opposé du robot mobile, l'angle auquel le transmetteur était quand le faisceau a été reçu indique la distance à un objet. Le chemin du faisceau vers et depuis l'objet (et la largeur du véhicule robotique) forment un triangle isocèle. Plus l'angle au sommet du triangle est petit, plus l'objet est loin du robot. Si l'objet est très près du robot, l'angle au sommet du triangle sera grand. Si l'angle est mesuré depuis le robot, il sera proche de 90 degrés quand l'objet est très loin et approchera 0 degré à mesure que l'objet se rapproche du robot. Cela donne une meilleure estimation que la technique de diffusion (elle est indépendante du matériau sur lequel il a rebondi), mais c'est un peu plus cher de mesurer l'angle que de mesurer l'intensité.