Sensors for Mobile Robots

要約

センサーは、物理パラメータまたは環境特性 (温度、距離、速度など) を、特定のタスクを実行するためにデジタル的に測定および処理できる信号に変換するデバイスです。
移動ロボットには、環境の特性を測定するためのセンサーが必要です。これにより、安全なナビゲーション、複雑な認識と対応するアクション、およびそこに生息する他のエージェントとの効果的な相互作用が可能になります。
モバイル ロボットで使用されるセンサーは、バンパーなどの単純な触覚センサーから、構造化光 RGB-D カメラなどの複雑な視覚ベースのセンサーまで多岐にわたります。
それらはすべて、ロボットのコンピューターで処理できるデジタル出力 (文字列、値のセット、行列など) を提供します。
このような出力は通常、センサーに含まれるアナログ – デジタル コンバーター (ADC) を使用して 1 つ以上のアナログ電気信号を離散化することによって取得されます。
この章では、モバイル ロボット工学で使用される最も一般的なセンサーを紹介し、その分類、基本的な機能、仕様を紹介します。
機能とアプリケーションの種類の説明はボトムアップ アプローチに従います。つまり、センサーの基礎となる基本原理とコンポーネントが、一般に複数のテクノロジーと基本デバイスに基づいている現実世界のセンサーについて説明する前に提示されます。

要約(オリジナル)

A sensor is a device that converts a physical parameter or an environmental characteristic (e.g., temperature, distance, speed, etc.) into a signal that can be digitally measured and processed to perform specific tasks. Mobile robots need sensors to measure properties of their environment, thus allowing for safe navigation, complex perception and corresponding actions, and effective interactions with other agents that populate it. Sensors used by mobile robots range from simple tactile sensors, such as bumpers, to complex vision-based sensors such as structured light RGB-D cameras. All of them provide a digital output (e.g., a string, a set of values, a matrix, etc.) that can be processed by the robot’s computer. Such output is typically obtained by discretizing one or more analog electrical signals by using an Analog to Digital Converter (ADC) included in the sensor. In this chapter we present the most common sensors used in mobile robotics, providing an introduction to their taxonomy, basic features, and specifications. The description of the functionalities and the types of applications follows a bottom-up approach: the basic principles and components on which the sensors are based are presented before describing real-world sensors, which are generally based on multiple technologies and basic devices.

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