红外线定位原理_红外线定位器原理

文章导读:

• 1、红外感应器工作原理是什么?
• 2、红外测温的基本原理是什么?
• 3、物联网常用的定位技术有哪些
• 4、实现机器人无人机自主定位需要采用哪些设备呢？
• 5、红外传感器的工作原理是什么？
• 6、红外线定位切割机中,红外线的工作原理

红外感应器工作原理是什么?

原理

这种是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制头出水；当人体的手或身体离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制的关水。

红外线

在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。

红外测温的基本原理是什么?

1、红外测温由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

2、在自然界中，一切温度高于零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布一一与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

3、红外测温仪原理黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。但是，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。

所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。影响发射率的主要因素在:材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。

4、当用红外辐射测温仪测量目标的温度时首先要测量出目标在其波段范围内的红外辐射量，然后由测温仪计算出被测目标的温度。单色测温仪与波段内的辐射量成比例双色测温仪与两个波段的辐射量之比成比例。

扩展资料：

红外测温需要的注意问题

为了测温，将仪器对准要测的物体，按触发器在仪器的LCD上读出温度数据，保证安排好距离和光斑尺寸之比，和视场。

红外测温仪使用时应注意的问题：

1、只测量表面温度，红外测温仪不能测量内部温度。

2、波长在5um以上不能透过石英玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗口测温。红外测温仪最好不用于光亮的或抛光的金属表面的测温（不锈钢、铝等）。

3、定位热点，要发现热点，仪器瞄准目标，然后在目标上作上下扫描运动，直至确定热点。

4、注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等。它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温。

5、环境温度，如果测温仪突然暴露在环境温差为20℃或更高的情况下，允许仪器在20分钟内调节到新的环境温度。

参考资料：百度百科-红外线测温仪

物联网常用的定位技术有哪些

1、射频识别室内定位技术

射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，由于电磁场非视距等优点，传输范围大，而且标识的体积小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

2、Wi-Fi室内定位技术

Wi-Fi定位技术有两种，一是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法，来比较精准地进行三角定位。二是事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库，来确定位置。

3、地磁定位技术

非均匀的磁场环境会因其路径不同产生不同的磁场观测结果。而这种被称为IndoorAtlas的定位技术，正是利用地磁在室内的这种变化进行室内导航，并且导航精度已经可以达到0.1米到2米。

4、超声波定位技术

超声波定位技术通过在室内安装多个超声波扬声器，发出能被终端麦克风检测到的超声信号。通过不同声波的到达时间差，推测出终端的位置。

5、红外线定位技术

红外线室内定位技术定位的原理是，红外线标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，只适合短距离传播，而且容易被其它光线干扰，在精确定位上有局限性。

6、蓝牙定位技术

蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个网络的主设备，就可以获得用户的位置信息。

7、北斗卫星定位技术

北斗卫星定位是中国自主研发的，利用地球同步卫星为用户提供全天候、区域性的卫星定位系统。它能快速确定目标或者用户所处地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。

8、基站定位技术

基站定位一般应用于手机用户，手机基站定位服务又叫做移动位置服务(LBS)。它是通过电信移动运营商的网络获取移动终端用户的位置信息，在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。

除了以上提及的，目前来看定位技术的种类有几十甚至上百种，而每种定位技术都有自己的优缺点和适合的应用场景。到底哪种技术会最终胜出，现在还不得而知，有待产业链同仁的努力和时间的检验。

实现机器人无人机自主定位需要采用哪些设备呢？

自主定位导航是机器人实现智能化的前提之一，是赋予机器人感知和行动能力的关键因素。如果说机器人不会自主定位导航，不能对周围环境进行分析、判断和选择，规划路径，那么，这个机器人离智能还有一大截的差距。那么，在现有SLAM技术中，机器人常用的定位导航技术有哪些呢？

视觉定位导航

视觉定位导航主要借助视觉传感器完成，机器人借助单目、双目摄像头、深度摄像机、视频信号数字化设备或基于DSP的快速信号处理器等其他外部设备获取图像，然后对周围的环境进行光学处理，将采集到的图像信息进行压缩，反馈到由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，然后由子系统将采集到的图像信息与机器人的实际位置联系起来，完成定位。

优点：

· 应用领域广泛，主要应用于无人机、手术器械、交通运输、农业生产等领域；

缺点：

· 图像处理量巨大，一般计算机无法完成运算，实时性较差；

· 受光线条件限制较大，无法在黑暗环境中工作；

超声波定位导航

超声波定位导航的工作原理是由超声波传感器发射探头发射出超声波,超声波在介质中遇到障碍物而返回接收装置。通过接收自身发射的超声波反射信号，根据超声波发出及回波接收时间差及传播速度，计算出传播距离S，就能得到障碍物到机器人的距离，即有公式：S=Tv/2 式中，T—超声波发射和接收的时间差；v—超声波在介质中传播的波速。

优点：

· 成本低廉；

· 可以识别红外传感器识别不了的物体，比如玻璃、镜子、黑体等障碍物；

缺点：

· 容易受天气、周围环境（镜面反射或者有限的波束角)等以及障碍物阴影，表 面粗糙等外界环境的影响；

· 由于超声波在空气中的传播距离比较短，所以适用范围较小，测距距离较短。

· 采集速度慢，导航精度差；

红外线定位导航

红外线定位导航的原理是红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。

优点：

· 远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；

· 有同步输入端，可多个传感器同步测量；

· 测量范围广，响应时间短；

缺点：

· 检测的最小距离太大；

· 红外线测距仪受环境的干扰较大，对于近似黑体、透明的物体无法检测距离，只适合短距离传播；

· 有其他遮挡物的时候无法正常工作，需要每个房间、走廊安装接收天线，铺设导轨，造价比较高；

iBeacon定位导航

iBeacon是一项低耗能蓝牙技术，工作原理类似之前的蓝牙技术，由Beacon发射信号，蓝牙设备定位接受，反馈信号。当用户进入、退出或者在区域内徘徊时，Beacon的广播有能力进行传播，可计算用户和Beacon的距离（可通过RSSI计算）。通过三个iBeacon设备，即可对其进行定位。

优点：

· 定位精度比传统的GPS高，可从一米到几十米；

· 功耗小、时延低、成本低、传输距离远；

缺点：

· 受环境干扰大，信号射频不太稳定；

· 安装、开发和维护方面均存在需要克服的难点，使用时保证设备信号不被遮挡；

灯塔定位导航

灯塔定位导航技术在扫地机器人领域使用的比较多。导航盒发射出三个不同角度的信号，能够模拟GPS卫星三点定位技术，让其精准定位起始位置和目前自身所在坐标，导航盒如同灯塔，其作用为发射信号，引导机器人进行移动和工作。

优点：

· 引擎稳定性高，路径规划可自动设置

缺点：

· 灯塔定位没有地图，容易丢失导航；

· 需要充电桩或者其他辅助装备；

· 精度不高；

激光定位导航

激光定位导航的原理和超声、红外线的原理类似，主要是发射出一个激光信号，根据收到从物体反射回来的信号的时间差来计算这段距离，然后根据发射激光的角度来确定物体和发射器的角度，从而得出物体与发射器的相对位置。

优点：

· 是目前最稳定、最可靠、最高性能的定位导航方法；

· 连续使用寿命长，后期改造成本低；

缺点：

·工业领域的激光雷达成本比较昂贵；

在激光测距中，激光雷达凭借良好的指向性和高度聚焦性，使得激光雷达+SLAM技术相结合的激光SLAM成为主流定位导航方式。SLAMTEC—思岚科技的自主定位导航技术采用的就是激光+SLAM技术。

RPLIDAR A2采用三角测距原理，配合自主研发的SLAMWARE核心算法，让机器人实现自主定位导航与路径规划。主要应用于服务机器人导航与定位、需要长时间连续工作的服务机器人、工业领域、环境扫描与3D重建等领域。

RPLIDAR T1采用的是时间飞行法（TOF）中的脉冲测距法，以满足高速度和远距离的测距要求。主要应用在工业AGV、服务机器人或轻量级无人驾驶产品中。

SLAM简介

SLAM（及时定位与地图构建）技术是机器人在自身位置不确定的条件下，在完全未知环境中创建地图，同时利用地图进行自主定位和导航。并且，在实时定位中由于通过机器人运动估计得到的位置信息通常具有较大的误差，一般需要使用测距单元探测的周围环境信息来更正位置。

由于应用场景的不同，SLAM技术分为VSLAM、Wifi-SLAM和Lidar SLAM。Lidar SLAM是目前实现机器人同步定位于地图构建最稳定、可靠和高性能的SLAM方式。

红外传感器的工作原理是什么？

红外传感器背后的物理学由三个定律决定：

普朗克辐射定律：温度T不等于0 K的每个物体都会发射辐射

Stephan Boltzmann定律：黑体在所有波长发射的总能量与绝对温度有关

Wein的位移定律：不同温度的物体发出的光谱在不同波长处达到峰值

所有温度大于绝对零度（0开尔文）的物体都具有热能，因此是红外辐射源。

拓展资料

红外传感器是一种电子仪器，用于感知周围环境的某些特征。它通过发射或检测红外辐射来做到这一点。红外传感器还能够测量物体发出的热量并检测运动。

红外技术不仅存在于工业中，也存在于日常生活中。例如，电视使用红外探测器来解释从遥控器发送的信号。无源红外传感器用于运动检测系统，LDR传感器用于室外照明系统。红外传感器的主要优点包括低功耗要求，简单的电路和便携式功能。

红外传感器可以是主动或被动的，它们可以分为两种主要类型：

热红外传感器 - 使用红外线能量作为热量。它们的光敏性与检测到的波长无关。热探测器不需要冷却，但响应时间慢，检测能力低。在此处阅读有关热红外传感器的更多信息。

量子红外传感器 - 提供更高的检测性能和更快的响应速度。它们的光敏性取决于波长。必须冷却量子探测器以获得精确的测量。

参考资料:红外传感器

红外线定位切割机中,红外线的工作原理

红外线切割机主轴升降系统的工作原理：拖板安放在横梁上，导向套和液压缸与拖板连接在一起，导向柱可以在导向套中上下滑动，同时其上部与支撑板用螺栓连接。支撑板上安装有主电机。主轴升降系统由液压泵提供动力，通过两个双作用液压缸的活塞杆的伸缩带动4个导向柱做上下运动。主轴升降系统中有4个导向柱，以保证切削头部分上下进给运动的精度。导向柱下部与装有锯片的主轴箱体相连接，从而实现了锯片升降运动。

红外线切割机横梁的纵向运动是横梁沿纵向导轨进行的运动，起到对板材进行分割的作用。纵向运动系统是由电机提供动力，纵向进给机构也选择步进电机。由于纵向没有切削力的影响，所需的驱动力主要用来克服横梁上所有重量与导轨间的摩擦力，其摩擦力小于横向进给机构的切削力。

红外线切割机横向进给运动的工作原理：拖板沿横梁的横向进给运动主要作用是对板材进行切割运动，其运动精度直接影响加工质量。横向进给系统是由步进电机提供动力的，横向进给机构选择步进电机。当工件的切割厚度为20mm时，进给速度选择为1-3m/min；当切割厚度变化时，则进给速度相应进行调整。同时，进给速度还根据石材硬度进行调整。进给速度变化由PLC控制步进电机的脉冲数来控制，因而可以适合不同厚度和不同品牌的板材切割需要。

红外线切割机在不同的作业中,使板材质量逐步提高,直至达到成品板材的质量要求.在切割过程中,为了提高切割效率,在选用材料上严格要求,自动化技术也逐步增强,也从根本上改善了操作工人的安全问题。