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Tipos de Sensores IR para Medição de Distância

Infravermelho (IR) é luz invisível. O comprimento de onda da luz vermelha está entre 620 a 750 nanômetros — luz com comprimento de onda menor que 750 nm é invisível aos humanos. Esta luz invisível é muito útil: é o que o controle remoto envia à TV para trocar canais, aumentar volume ou ligar/desligar. Códigos para essas funções são modulações de IR. Robôs frequentemente usam IR para detectar distância a objetos ao redor.

LADAR

LADAR é como RADAR, exceto que usa luz em vez de ondas de rádio (SONAR usa som da mesma forma). Todas essas técnicas de medição enviam um feixe (codificado de forma reconhecível) que atinge um objeto e retorna. Existem basicamente três formas de usar o feixe de retorno para determinar a distância: tempo, intensidade e ângulo. Tempo é o mais difícil (mas mais preciso) e usado em aviação (RADAR) e por animais como morcegos e golfinhos (SONAR). Para detecção de alcance robótica, usam-se técnicas mais simples baseadas em intensidade e ângulo. Robôs tentam evitar colisão com objetos estáticos, não detectar objetos em movimento rápido.

Distância por Difusão

A intensidade do sinal de retorno é proporcional à distância. O feixe pode ser bem focalizado na saída, mas retorna em feixe menos paralelo. Quanto mais distante o objeto, mais difuso o sinal ao retornar. A difusão depende da natureza do objeto, então não é boa forma de medir distância com precisão. Funciona, porém, se o objetivo é apenas não bater em uma parede. À medida que você se aproxima, o sinal de retorno fica distintamente mais brilhante, e medir brilho é simples de implementar em dispositivos elétricos.

Distância por Ângulo

Se um feixe móvel está em um canto de um robô móvel e o receptor do feixe refletido está no canto oposto, o ângulo do transmissor quando o feixe foi recebido indica a distância ao objeto. O caminho do feixe ida-e-volta (e a largura do veículo robótico) formam um triângulo isósceles. Quanto menor o ângulo do ápice, mais distante o objeto. Se o objeto está muito próximo, o ângulo será grande. Se medido do robô, será próximo a 90° quando o objeto está longe e se aproximará de 0° quando o objeto se aproxima. Isso dá estimativa melhor que a técnica de difusão (é independente do material), mas é um pouco mais caro medir ângulo do que intensidade.