1、機(jī)器人傳感器機(jī)器人傳感器( (二二) )內(nèi)容簡(jiǎn)介內(nèi)容簡(jiǎn)介1，接近覺傳感器2，觸覺傳感器3，視覺傳感器4，機(jī)器人的聽覺5，傳感器融合接近覺傳感器：感知傳感器與物體之間接近程度。主要有兩個(gè)用途：避障和防止沖擊。 移動(dòng)機(jī)器人繞開障礙物 機(jī)械手抓取物體時(shí)柔性接觸探測(cè)的距離一般在幾毫米到十幾厘米之間。一般采用非接觸型測(cè)量元件。常用有電渦流式、光纖式、超聲波式及紅外線式等類型。接近覺傳感器接近覺傳感器電渦流式傳感器變化的磁場(chǎng)將在金屬體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電渦流。渦流的大小隨金屬體表面與線圈的距離大小而變化。當(dāng)電感線圈內(nèi)通以高頻電流時(shí)，金屬體表面的渦流電流反作用于線圈L，改變L內(nèi)的電感大小。通過檢測(cè)電感便可獲得線圈與

2、金屬體表面的距離信息。接近覺傳感器接近覺傳感器光纖式傳感器光纖在遠(yuǎn)距離通信和遙測(cè)方面應(yīng)用廣泛。光纖接近覺傳感器可以檢測(cè)較遠(yuǎn)距離的目標(biāo)。具有抗電磁干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，響應(yīng)快的特點(diǎn)。 接近覺傳感器接近覺傳感器超聲波接近覺傳感器檢測(cè)物體的存在和測(cè)量距離，不能用于測(cè)量小于30至50cm的距離。利用超聲波檢測(cè)迅速、簡(jiǎn)單方便、對(duì)材料的依賴性小、易于實(shí)時(shí)控制，測(cè)量精度高，應(yīng)用廣泛。在移動(dòng)式機(jī)器人上，檢驗(yàn)前進(jìn)道路上的障礙物，避免碰撞。超聲波傳感器對(duì)于水下機(jī)器人的作業(yè)非常重要。水下機(jī)器人安裝超聲波傳感器后能使其定位精度達(dá)到微米級(jí)。接近覺傳感器接近覺傳感器紅外線接近覺傳感器任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高

3、于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。非接觸式測(cè)量，紅外發(fā)光管發(fā)射經(jīng)調(diào)制的信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)物反射，紅外光敏管接收到紅外光強(qiáng)的調(diào)制信號(hào)。具有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。發(fā)送器和接收器都很小，能夠裝在機(jī)器人夾手上。易于檢測(cè)出工作空間內(nèi)是否存在某個(gè)物體。接近覺傳感器接近覺傳感器觸覺是僅次于視覺的一種重要感知形式。觸覺能保證機(jī)器人可靠地抓握各種物體，也能使機(jī)器人獲取環(huán)境信息，識(shí)別物體形狀和表面紋理，確定物體空間位置和姿態(tài)參數(shù)。機(jī)器人觸覺與視覺一樣，基本上是模擬人的感覺。廣義上包括接觸覺、壓覺、力覺、滑覺等與接觸有關(guān)的感覺。狹義上它是機(jī)械手與對(duì)象接觸面上的力感覺。 觸覺傳感器觸覺傳感器觸覺傳感器：測(cè)量自身敏感面和外界物

4、體相互作用。觸覺傳感器的作用：(1) 感知操作手指的作用力，使手指動(dòng)作適當(dāng)。(2) 識(shí)別操作物的大小、形狀、質(zhì)量及硬度等。(3) 躲避危險(xiǎn)，以防碰撞障礙物。 抓住雞蛋觸覺傳感器觸覺傳感器開關(guān)式觸覺傳感器最早的觸覺傳感器為開關(guān)式傳感器，只有0和1兩個(gè)信號(hào)，用于表示接觸與不接觸。光電開關(guān)由發(fā)射器、接收器和檢測(cè)電路三部分組成。發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，在光束被中斷時(shí)產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號(hào)變化觸覺傳感器觸覺傳感器電流變流體是一種極具工程應(yīng)用價(jià)值的新型智能材料。電流變流體是一種加入非導(dǎo)電介質(zhì)微粒和高分子表面活性劑混合而成的液體，因其獨(dú)特的電流變效應(yīng)成為材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。電流變效應(yīng)指液體在電場(chǎng)作用下,電流變

5、流體的力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化甚至相變固化。這種變化是可逆的、連續(xù)無(wú)級(jí)的和可控制的。電流變效應(yīng)的這種特性使電流變流體具有廣闊的工程應(yīng)用前景。電流變流體觸覺傳感器觸覺傳感器壓阻陣列觸覺傳感器利用壓阻材料制成陣列式觸覺傳感器，可有效地提高陣列數(shù)、陣列密度、靈敏度、柔順性和強(qiáng)固性。壓阻陣列觸覺傳感器基本結(jié)構(gòu)：壓阻材料上面排列平行的列電極，下面排列平行的行電極，行列交叉點(diǎn)構(gòu)成陣列壓阻觸元。在壓力作用下，觸元的觸覺性能可由上下電極間的電阻值表示。觸覺傳感器觸覺傳感器碳?xì)?CSA)碳?xì)质且环N滲碳纖維材料，靈敏度高，有較強(qiáng)的耐過載能力，缺點(diǎn)是遲滯大，線性差。在金屬電板間夾入碳?xì)郑谪?fù)載(壓力)作用下，導(dǎo)電接觸面積增

6、加，纖維電阻值下降。可制成人工指尖。觸覺傳感器觸覺傳感器機(jī)器人視覺視覺傳感器是智能機(jī)器人最重要的傳感器之一。機(jī)器人視覺通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋，轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體，并確定其位置。又稱為計(jì)算機(jī)視覺。在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以做出分析。視覺傳感器視覺傳感器歐姆龍視覺傳感器FZ3通過攝像頭捕捉圖像信息，檢測(cè)拍攝對(duì)象的數(shù)量、位置關(guān)系、形狀等特點(diǎn)，用于判斷產(chǎn)品是否合格或?qū)z驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送給機(jī)器人等其它生產(chǎn)設(shè)備。FZ3從微妙的色差乃至光澤物體的表面?zhèn)鄱寄芮逦R(shí)別視覺傳感器視覺傳感器視覺檢測(cè) 視覺信息一般通過光電檢測(cè)轉(zhuǎn)

7、化成電信號(hào)。 光電檢測(cè)器有攝像管和固態(tài)圖像傳感器。獲得距離信息的方法有光投影法、立體視法。光投影法：向被測(cè)物體投射特殊形狀的光束并檢測(cè)其反射光，即可獲得位置信息。激光掃描法。立體視法：同一物體的兩張具有輕微角度差別的照片放在一起觀看，產(chǎn)生一種深度的常規(guī)立體視覺的方法。立體攝影：從左右兩個(gè)具有輕微角度差異的觀察點(diǎn)拍攝同一個(gè)物體，左右攝像機(jī)分別采集左視覺和右視覺的照片，通過計(jì)算機(jī)的合成處理，獲得有立體深度的立體畫面。視覺傳感器視覺傳感器視覺圖像分析成像圖像中的像素含有雜波，必須進(jìn)行（預(yù)）處理。通過處理消除雜波，把全部像素重新按線段或區(qū)域排列成有效像素集合。視覺圖像繪制指以識(shí)別的目的而從物體圖像中提取特征。理論上這些特征應(yīng)該與物體的位置和取向無(wú)關(guān)，并包含足夠的繪制信息，以便能唯一的把一個(gè)物體從其他物體中鑒別出來(lái)。圖像識(shí)別技術(shù)將事先物體的特征信息存儲(chǔ)起來(lái)，然后將此信息與所看到的物體信息進(jìn)行比對(duì)。視覺傳感器視覺傳感器聽覺也是機(jī)器人的重要感覺器官之一?，F(xiàn)在已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)用機(jī)器代替人耳,能通過語(yǔ)音處理及辨識(shí)技術(shù)識(shí)別講話人，還能理解一些簡(jiǎn)單的語(yǔ)句。機(jī)器人聽覺系統(tǒng)中的聽覺傳感器技術(shù)已經(jīng)非常成熟。關(guān)鍵問題是語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)。它與圖像識(shí)別同屬于模式識(shí)別領(lǐng)域，而模式識(shí)別技術(shù)就是最終實(shí)現(xiàn)人工智能的主要手段。機(jī)器人的聽覺機(jī)器人的聽覺傳感器信息融合又稱數(shù)據(jù)融合，是對(duì)多種信息的獲取、表示