北京智能傳感器廠家

在智能機(jī)器人避障的系統(tǒng)中，因?yàn)槿魏蝹鞲衅鞯墓δ芏加邢?，必要時(shí)，應(yīng)將多種傳感器集成在一起，融合多種傳感器信息，這樣可以更正確、更全方面的反映出外界環(huán)境的特征，為避障提供正確的依據(jù)。信息融合技術(shù)可以增加各類傳感器信息的互補(bǔ)性、對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性，提高決策的正確性。多傳感器數(shù)據(jù)融合的基本目的是指通過對(duì)多（種，類）傳感器數(shù)據(jù)的綜合處理以獲得比每個(gè)單一傳感器更多的信息。也可以理解為對(duì)多傳感器的原始信息加以智能化的綜合，從而導(dǎo)出新的有意義的信息。這種信息的價(jià)值比單一傳感器所獲得信息要高得多，它有利于判斷和決策。因此近年來多傳感器信息融合技術(shù)系統(tǒng)已越來越多地應(yīng)用于機(jī)器人的避障系統(tǒng)中，通過實(shí)驗(yàn)可以取得良好的效果。視覺傳感器獲取的信息量要比其它傳感器獲取的信息量多得多。北京智能傳感器廠家

觸覺傳感器的工作平面尺寸比被識(shí)別物體要小得多；另一方面機(jī)器人控制中需要得到物體的三維信息。因此，在被動(dòng)式觸覺的基礎(chǔ)上，將觸覺傳感器安裝在機(jī)器人上，隨著機(jī)器人的不斷運(yùn)動(dòng)，傳感器可得到被識(shí)別物體的三維觸覺信息，通過進(jìn)一步處理與識(shí)別，并反映給機(jī)器人控制器，這樣可以使機(jī)器人獲取周圍環(huán)境信息，識(shí)別物體形狀，確定物體空間位置等，從而達(dá)到智能控制和避障的目的。這種工作方式稱為主動(dòng)式觸覺。在安裝觸覺傳感器時(shí)，一般都安裝在手爪、足、關(guān)節(jié)等主要的操作部位。北京智能傳感器廠家光電傳感器包含一個(gè)光傳感元件，而視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計(jì)的。

智能多關(guān)節(jié)機(jī)器人的實(shí)時(shí)避障問題，是現(xiàn)在機(jī)器人研究領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。在避障過程中，常常會(huì)面臨無法預(yù)先知道、不可預(yù)測(cè)或動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境。機(jī)器人感知環(huán)境的手段通常是不完備的，傳感器給出的數(shù)據(jù)是不完全、不連續(xù)、不可靠的，傳感器信息融合的算法還存在著諸多問題。但由于傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制理論等學(xué)科的深入研究，及傳感器信息處理方法的應(yīng)用，為避障問題的解決提供了可能性，但是對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用，仍不能令人滿意，因此現(xiàn)存的問題也正是該領(lǐng)域的研究方向。

傳感器的選擇好壞直接關(guān)系到多關(guān)節(jié)機(jī)器人采集周圍環(huán)境信息量的多少，因此目前機(jī)器人避障系統(tǒng)選擇傳感器類型和數(shù)量有兩種不同的方法：基于環(huán)境的優(yōu)化原則選擇法和基于任務(wù)選擇法。（1）基于環(huán)境的優(yōu)化原則選擇法：設(shè)計(jì)階段的預(yù)選擇以及適合環(huán)境和系統(tǒng)狀態(tài)變化的實(shí)時(shí)選擇，前者給出了恰當(dāng)?shù)膫鞲衅鲾?shù)量和操作速度之間的關(guān)系，該關(guān)系可決定多傳感器避障系統(tǒng)中傳感器單元的優(yōu)化排列，后者通過貝葉斯方法利用任何先驗(yàn)的物體信息決定傳感器的定位，使傳感器對(duì)障礙物體假設(shè)不確定性較小。（2）基于任務(wù)的選擇法：此方法主要思想是基于避障的任務(wù)，將完成該任務(wù)的過程按時(shí)間及感知范圍劃分為若干段，即將任務(wù)分解，根據(jù)每個(gè)階段所需的傳感器信息合理地選擇傳感器的種類和數(shù)量。視覺傳感器無論距離目標(biāo)數(shù)米或數(shù)厘米遠(yuǎn)，傳感器都能“看到”十分細(xì)膩的目標(biāo)圖像。

傳感器信息處理：小波分析法。小波變換的基本思想是用一族小波基函數(shù)去表示或逼近——信號(hào)，很好地解決了時(shí)間和頻率分辨力的矛盾，適合于對(duì)時(shí)變信號(hào)進(jìn)行局部分析。小波變換作為一種新的信號(hào)處理方法，近幾年，將小波分析應(yīng)用在機(jī)器人避障系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集傳感器信號(hào)檢測(cè)分析中，通過對(duì)傳感器信號(hào)的多尺度分解，濾除被測(cè)傳感器信號(hào)中混入的噪聲成分，重構(gòu)真實(shí)信號(hào)，這樣可以有效提高機(jī)器人避障系統(tǒng)中采樣數(shù)據(jù)的可靠性，進(jìn)而可以提高避障系統(tǒng)的控制精度。另外它還有數(shù)據(jù)壓縮功能，對(duì)此系統(tǒng)大量的傳感信號(hào)進(jìn)行壓縮處理可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高運(yùn)算速度。響應(yīng)度指的是傳感器將光子轉(zhuǎn)換為電子的效率，它決定系統(tǒng)需要抓取有用的圖像的亮度水平。北京智能傳感器廠家

視覺傳感器分為二維視覺傳感器和三維視覺傳感器。北京智能傳感器廠家

視覺傳感器獲取的信息量要比其它傳感器獲取的信息量多得多，但目前還遠(yuǎn)未能使機(jī)器人視覺具有人類完全一樣的功能，一般只把視覺傳感器的研制限于完成特殊作業(yè)所需要的功能。視覺傳感器把光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，即把入射到傳感器光敏面上按空間分布的光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)換為按時(shí)序串行輸出的電信號(hào)——視頻信號(hào)，而該視頻信號(hào)能再現(xiàn)入射的光輻射圖像。視覺傳感器攝取的圖像經(jīng)空間采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成一個(gè)灰度矩陣，送入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中，形成數(shù)字圖像。為了從圖像中獲得期望的信息，需要利用計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行各種處理，將得到的控制信號(hào)送給各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而再現(xiàn)多關(guān)節(jié)機(jī)器人避障過程的控制。北京智能傳感器廠家

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