隨著計算機技術、傳感器技術、人工智能的發(fā)展，移動機器的避障及自主導航技術已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，應用領域也在不斷地擴大，應用復雜程度也越來越高。然而至今沒有任何一種方法能夠在任意環(huán)境使機器人進行有效地避障，如何克服相關算法的局限性是今后工作的研究方向之一。
移動機器人的避障是指移動機器人根據(jù)采集的障礙物的狀態(tài)信息，在行走過程中通過傳感器感知到妨礙其通行的靜態(tài)和動態(tài)物體時，按照一定的方法進行有效地避障，達到目標點。目前移動機器人的避障根據(jù)環(huán)境信息的掌握程度可以分為障礙物信息已知、障礙物信息部分未知或完全未知兩種。為此實現(xiàn)避障與導航的必要條件是環(huán)境感知，在未知或者是部分未知的環(huán)境下避障需要通過傳感器獲取周圍環(huán)境信息，包括障礙物的尺寸、形狀和位置等信息，因此傳感器技術在移動機器人避障中起著十分重要的作用。
機器人避障算法有傳統(tǒng)的導航避障方法如可視圖法、柵格法、自由空間法等算法對障礙物信息己知時的避障問題處理尚可，而實際生活中，絕大多數(shù)的情況下，機器人所處的環(huán)境都是動態(tài)的、可變的、未知的所以當障礙信息未知或者障礙是可移動的時候，傳統(tǒng)的導航方法一般不能很好的解決避障問題或者根本不能避障。為了解決上述問題，人們引入了計算機和人工智能等領域的一些算法。同時得益于處理器計算能力的提高及傳感器技術的發(fā)展，在移動機器人的平臺上進行一些復雜算法的運算也變得輕松，由此產(chǎn)生了一系列智能避障方法，比較熱門的有：遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡算法、模糊算法等。
在傳感器避障領域，采用單一的傳感器測量的效果并不理想，在實際應用中往往需要采用其他類型的傳感器進行補償，才能實現(xiàn)對周圍環(huán)境的探測的佳效果。當然，這就產(chǎn)生了多傳感器信息的融合處理的問題，增大了信息處理的工作量和難度。除了這種傳感器避障方法，還有很多其他方法融合處理多種傳感器信息，讓全自主機器人實現(xiàn)完美避障，比如：
超聲波聲波避障控制法能夠?qū)崟r監(jiān)測長距離超聲波傳感器，為機器人搜索開闊路徑。當機器人離障礙物還有一定距離時，超聲波傳感器就能夠檢測到相關信息，并據(jù)此控制機器人離開。然而，超聲波傳感器對非常接近的物體會探測不到，這個距離稱為物理探測盲區(qū)。在剛發(fā)射信號的時候，返回信號的閾值會被設定得很高以防止發(fā)射波直接觸發(fā)接收器，因此如果檢測的距離很短、閾值沒有下降，返回信號已經(jīng)到達接收器，這時接收器會認為這個返回信號是剛發(fā)出的信號從而拒絕接收，使超聲波傳感器形成一個探測盲區(qū)，無法對近距離物體探測。另一個缺陷是，如果在一個比較小的轉(zhuǎn)彎角度上安裝有平滑的表面，該表面能夠?qū)⒙暭{波束向前反射，而不是反射回機器人。在這種情況下，由于沒有回波返回，傳感器就會產(chǎn)生一次漏報，機器人也會因此認為在自己行走的路徑上沒有障礙物存在。
此時，聲波避障行為不能得以觸發(fā)，也就無法避障。目前由工釆網(wǎng)提供的超聲波避障傳感器MB1043是一款高分辨率（1mm）、高精度低功耗的超聲波傳感器，它在設計上，不僅對干擾噪音做了處理，具備抗噪音干擾能力。而且對于大小不同的目標，和變化的供電電壓，做了靈敏度的補償。另外還具備標準的的內(nèi)部溫度補償，使得測量出來的距離數(shù)據(jù)更加精準。應用于室內(nèi)環(huán)境，它是一款很不錯的低成本解決方案。
然而，機器人光知道哪個方向有障礙物并不夠，還必須知道障礙物距離自己具體有多遠，才好判斷下一步的行動。這時我們就需要測距傳感器。
測距傳感器大多為非接觸式的，目前在個人機器人制作領域用得比較多的是紅外測距傳感器和超聲波測距傳感器兩種。超聲波測距傳感器也是一種很常見的測距傳感器，該傳感器檢測距離原理是向外發(fā)出超聲波，并接收來自物體反射的回波。通過結(jié)合接收回波的時間和波速，從而推測出物體的距離。由于超聲波在空氣中的速度與溫濕度有關，在比較精確的測量中，需把溫濕度的變化和其它因素考慮進去。超聲波傳感器一般作用距離較短，普通的有效探測距離都在5-10m之間，但是會有一個小探測盲區(qū)，一般在幾十毫米。由于超聲傳感器的成本低，實現(xiàn)方法簡單，技術成熟，是移動機器人中常用的傳感器。
再者，不同材料對聲波的反射或者吸引是不相同的，還有多個超聲傳感器之間有可能會互相干擾，這都是實際應用的過程中需要考慮的。從原理上來講，沒有哪個傳感器是完美的，比方說機器人面前是一塊完全透明的玻璃，那么采用紅外、激光雷達或視覺的方案，就可能因為光線直接穿過玻璃導致檢測失??；例如超聲波測距，一般需要超聲陣列，而陣列之間的傳感器如果同時工作的話，會容易互相產(chǎn)生干擾，傳感器A發(fā)射的光波反射回來被傳感器B接收，導致測量結(jié)果出現(xiàn)錯誤，但是如果按照順序一個個工作，由于超聲波傳感器采樣的周期相對比較長，會減慢整個采集的速度，對實時避障造成影響，這就要求從硬件的結(jié)構(gòu)到算法都必須設計好，盡可能提高采樣速度，減少傳感器之間的串擾。這時候就需要MaxBotix 系列人體測距傳感器 - MB1014這樣的超聲波傳感器來進行障礙物的偵測。
人體測距傳感器MB1014專為行人和對象檢測而設計，在同一環(huán)境中允許多個傳感器同時運行，并且很少或幾乎不會受到其他超聲波傳感器經(jīng)常發(fā)生的相互干擾影響。這款傳感器具有15.2cm~6.45m的檢測距離、2.5V~5.5V供電、2mA典型電流消耗、42KHz的工作頻率、極地的功耗、測量周期短等特點，非常適合多傳感器操作或電池供電系統(tǒng)，一旦收到命令開始測距，即獲悉周圍環(huán)境。MB1014的主要特性是具備易于使用的邏輯（高/低）輸出、RS232格式串行輸出。
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