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《機器人感知智能》教案

第一章緒論

1.1機器人的產(chǎn)生與發(fā)展

1、機器人的定義

2、機器人的起源

3、機器人的發(fā)展

1.2機器人感知智能

課程章節(jié)

1、感知智能的定義

2、智能傳感器的定義

3、智能傳感器應用與方向

4、多傳感器信息融合

5、智能傳感器網(wǎng)絡技術(shù)

6、智能傳感器虛擬化技術(shù)

1、理解機器人及機器人智能感知概念

教學目的

2、理解機器人感知智能發(fā)展及基礎技術(shù)

第一章結(jié)論

1.1機器人的產(chǎn)生與發(fā)展

內(nèi)容提要1.2機器人感知智能

及板書設計

重點、難點重點：機器人感知智能的定義

及解決方案難點：機器人感知系統(tǒng)的組成及其在各類型機器人中的應用

序

號教學內(nèi)容

W

1機器人的定義及發(fā)展10

教學內(nèi)容

時間分配2智能傳感器的定義及智能傳感器應用與方向30

3多傳感器信息融合、智能傳感器網(wǎng)絡技術(shù)30

4智能傳感器虛擬化技術(shù)20

教學形式理實一體（q）理論教學（）

教學手段講解

（在右欄勾選）實驗（）實訓（）上機（）

作業(yè)完

作業(yè)書面W）電子（）

成方式

教學后記

注：教案按周次填寫，課堂組織和教學過程設計填寫在附頁中。

附頁：第周

授課改進意見及實

具體內(nèi)容（課堂組織和教學過程設計）

時教學效果記錄

第1章緒論

1.1機器人的產(chǎn)生與發(fā)展

1.1.1機器人的定義

A一類能夠編程和具有各種功能的，能夠用于運輸材料、工具

等的操作機或是為完成各種工作而能夠進行改變以及編程

的專業(yè)系統(tǒng)。其中，不同于只具有一般編程能力和操作功

能的機器人，智能機器人特指具備感覺要素、運動要素、

思考要素的智能化的機器人。

＞阿西莫夫為機器人提出的三條“定律”，規(guī)定所有機器人必

須遵守：

1）機器人必須不傷害人類，也不允許它見人類將受到傷害而

袖手旁觀；

2）機涔人必須服從人類的命令，除非人類的命令與第一條相

違背；

3）機器人必須保護自身不受傷害，除非這與上述兩條相違背。

1.1.2機器人的起源

人們對機器人的幻想與追求卻可以追溯到300（）多年前的

西周時期。

。西周時期，我國的能工巧匠偃師研制出了一個能歌善舞的

伶人，這是世界上第一個有記載的機器人。

?公元前二世紀，古希臘人發(fā)明了最原始的機器人-自動機。

?1800年前的漢代，大學者張衡不僅發(fā)明了侯風地動儀，而

且發(fā)明了計里鼓車。

三國時期，蜀國尿相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”。

12世紀，阿拉伯人設計了可以自動轉(zhuǎn)動和演奏樂器的木偶

1768—1774年，瑞士制造由發(fā)條驅(qū)動的古老機器人。

?1927年，第一個機器人“電報箱”，由美國西屋公司制造。

1959年，第一個工業(yè)機器人在美國研制成功。

1.1.3機器人的發(fā)展

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國際機器人的發(fā)展

自1946年第一臺電子數(shù)字計算機問世以來，計算機取得了驚

人的進步，朝著高速、高容量和低成本的方向發(fā)展。一方面，

推動了自動化技術(shù)的進步，其結(jié)果之一是1952年數(shù)控機床的誕

生。另一方面，原子能實驗室的惡劣條件需要某些操作機器來

代替人類從事放射性物質(zhì)的工作。鑒于這些需求，美國阿貢研

究所于1947年開發(fā)了世界上第一個遙控操作機。時間表如下

圖：

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圖機器人的起源及發(fā)展時間表

中國機器人的發(fā)展

1986年，國家“七五”計劃將工業(yè)機器人列為研究課題，開

始組織專家對機器人基礎理論、關(guān)鍵部件和整機產(chǎn)品進行研究。

同年年底，國家8631-劃啟動。

中國的工業(yè)機器人始于20世紀70年代初，經(jīng)過40多年的

發(fā)展，大致可分為四個階段：

>20世紀70年代的萌芽期

>80年代的發(fā)展期

>9()年代至201()年的初步應用期

>2010年以來的加速發(fā)展和應用期

機器人發(fā)展三階段

自20世紀60年代初研制出尤尼梅特和沃莎特蘭這兩種機

器人以來，機器人的研究可以總結(jié)為三個階段

(1)第一代：程序控制機器人

(2)第二代：自適應機器人

(3)第三代：智能感知機器人

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1.2機器人感知智能定義

1、感知智能

感知智能是機器具備了視覺、聽覺、觸覺等感知能力，將多元

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并用人類熟悉的方式去溝通和互動。感知智能能

夠借助語音識別、圖像識別等前沿技術(shù)，通過攝像頭、麥克風

或其他傳感器等硬件設備，將物理世界的信號映射到數(shù)字世界,

然后將這些數(shù)字信息進一步提升到認知層面，如記憶、理解、

計劃和決策。在整個過程中，人機界面的交互是至關(guān)重要的。

機器人感知智能：指機器人具備通過感知、感覺和理解環(huán)境中

的信息，對其進行分析、識別、理解和推理的能力。

視覺傳感器通信裝置e*Az

CMOS圖像傳感ZL振蕩ss.漁液才.環(huán)形器

紅外傳感ZL微潑位置傳感器

視黨聚焦

故*自動聚他器

慣性仲感器噢性傳感膈

聲學傳感罵

氣體

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、味覺傳照器

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、不力傳感器

觸覺傳感器

力學傳感器

電極傳感器

圖1.14機器人感知智能

2、智能傳感器的定義及原理

智能傳感器是一種帶有計算和通信能力的傳感器，它能夠感

知環(huán)境中的物理量、億學量或生物量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為數(shù)

字信號進行處理和分析。智能傳感器原理如下圖：

圖1.15智能傳感器原理

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3、智能傳感器應用與發(fā)展

智能傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心組件之一，具有廣泛的應

用前景。

＞工業(yè)制造領域

＞環(huán)境監(jiān)測領域

＞智能交通領域

＞醫(yī)療保健領域

＞智能家居領域

智能傳感器面向未來時需發(fā)展完善的三個主要方向：

虛擬化技術(shù)網(wǎng)絡化技術(shù)信息融合技術(shù)

?將傳感器虛擬化為一?實現(xiàn)傳感器之間的互?將多個傳感器的數(shù)據(jù)

個服務，實現(xiàn)傳感器聯(lián)互通，易于與其他進行融合,提高感知

的共厘和利用設備和系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的準確性和完整

町共”利用.交換和通信，實現(xiàn)更世

,降低成本和維護雄必高級別的數(shù)掂處理和.將不同件成器的數(shù)如

提商靈活性和可擴展應用。魯黑胃黑罐

性。?財傳感器的實時性&既北鬻，葭

.易于生成到其他應用和可靠性，使傳感器需黑器七就

更加適用于復雜的應而頭覘更高級別的應

用場景。用，

4、多傳感器信息融合

一種將來自多個傳感器的信息進行整合的技術(shù)，以提高對目

標、環(huán)境等的感知和認知能力。通過利用多個傳感器的優(yōu)勢利

互補性，可以提高信息采集的可靠性、準確性、魯棒性和實時

性，從而在復雜環(huán)境下實現(xiàn)對目標的高效跟蹤、識別和定位等。

多傳感器信息融合可以概括為四個步驟：

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數(shù)據(jù)級融合是指在融合算法中要求進行融合的傳感器數(shù)據(jù)間

具有精確到一個像素的匹配精度的任何抽象層次的融合；特征

級融合是指從各只傳感器提供的原始數(shù)據(jù)中進行特征提取然后

融合這些特征；決策級融合是指在融合之前各傳感器數(shù)據(jù)源都

經(jīng)過變換并獲得獨立的身份估計。

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5、智能傳感器網(wǎng)絡化技術(shù)

智能傳感器網(wǎng)絡化技術(shù)是一種基于傳感器和網(wǎng)絡技術(shù)的新型

技術(shù)，它將傳感器網(wǎng)絡互聯(lián)起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、處理

和傳輸。智能傳感器網(wǎng)絡化技術(shù)的特點包括：高可靠性、低成

本、高效性、智能化。智能傳感器網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)通常包括三個層次

□負責處理傳輸層傳輸過來的數(shù)據(jù)，提供各種應用服

應用層務。通常由各種軟件組件、算法、決策模型等組成。

□負或?qū)⒔ㄖ獙硬杉降臄?shù)據(jù)傳輸?shù)綉脤舆M行處

根淄層\理。通常由網(wǎng)關(guān)、路由器、傳輸協(xié)議等組成。

負貨采集各種環(huán)境參數(shù)。通常由各傳感器設備

翦讒\和執(zhí)L器組成，如溫度傳感器、泄度傳感器等“

智能傳感器節(jié)點是指集成了傳感器、嵌入式處理器、通信模

塊等多種功能的小型計算機設備。傳感器節(jié)點通常需要具備多

功能、低功耗、小型化特點。

6、智能傳感器虛擬化技術(shù)

＞虛擬傳感器的由來：物理傳感器通常直接測量物理現(xiàn)象并

將這些測量結(jié)果轉(zhuǎn)換為測量數(shù)據(jù)，然后將其傳遞到控制系

統(tǒng)以進行進一步處理。因部分物理傳感器的硬件成本高、

或測量點處于極端環(huán)境中，不適合放置物理硬件設備。因

此，就有了虛擬傳感器。

虛擬儀器的“虛擬”二字主要體現(xiàn)在如下兩個方面：

（1）虛擬儀器的面板是虛擬的

虛擬儀器的各種面板和面板上的各種“控件”，是由軟件來實現(xiàn)

的。用戶通過對鍵盤或鼠標來對“控件”操作，從而完成對儀器的

操作控制。

（2）虛擬儀器的測試功能是由軟件來控制硬件實現(xiàn)

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器的最大特點是其功能由軟件定義,

可以由用戶根據(jù)應用需要進行軟件的編寫，選擇不同的應用軟

件就可以形成不同的虛擬儀器

＞組成：虛擬儀器由通用儀器硬件平臺和軟件兩大部分組成。

硬件平臺包括計算機和總線與I/O接口設備兩大部分。

＞類型：不同的類型的總線有其相應的I/O接口硬件設備，按

總線類型分,虛擬儀器主要分為以下幾種類型：PC總線的數(shù)

據(jù)采集（DAQ）插卡式儀器、GPIB總線儀器、VXI總線儀

器、PXI總線儀器以及串行口總線儀器等。計算機是通過軟

件來驅(qū)動總線對儀器設備進行控制的。

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圖1.17虛擬儀器類型

＞虛擬儀器的軟件系統(tǒng)：是虛擬儀器的核心，強調(diào)軟件在虛

擬儀器中的重要位置，用戶可以根據(jù)不同的測試任務，編

制不同的測試軟件，實現(xiàn)復雜的測試任務。虛擬儀器系統(tǒng)

的軟件結(jié)構(gòu)及應用軟件根據(jù)其功能乂分為儀器面板控制軟

件、數(shù)據(jù)分析處理軟件兩部分。

圖1.18虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

＞關(guān)鍵問題：智能傳感器虛擬化技術(shù)的實現(xiàn)未來需要解決以

下幾個關(guān)鍵問題

關(guān)鍵問題詳細介紹

智能傳感器虛擬化技術(shù)的基礎.可以采用多種虛擬化方法，需要根據(jù)實際需求選

虛擬化方法

擇合適的虛擬化方法。

是智能傳感器虛擬化技術(shù)的核心問題，需要實現(xiàn)虛擬節(jié)點的例建、刪除、移動和

虛擬節(jié)點管理資源分配等功能.需要考慮傳感器節(jié)點的能耗、通信帶寬和計算資源等因素,以

實現(xiàn)資源的合理利用和傳感器節(jié)點的節(jié)能管理.

需要實現(xiàn)虛擬節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)作。需要考慮傳感器網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)、能

虛擬節(jié)點通信耗和通信帶密等因索，以實現(xiàn)傳輸效率和節(jié)能管理。

需要考慮虛擬節(jié)點的機密性、完整性和可用性。需要采取一系列安全措施，例如

虛擬節(jié)點安全身份認證、訪問控制、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)完整性保護等，以保證虛擬節(jié)點的安全性。

虛擬節(jié)點生命需要對虛擬節(jié)點的整個生命周期進行管理和控制。虛擬節(jié)點f勺生命周期包括創(chuàng)建、

周期管理部署、運行和銷毀等階段，褥要考慮多個因索。

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第1章緒論

1.3機器人感知系統(tǒng)的組成

1.3.1機器人觸覺感知

1.3.2機器人滑覺感知

1.3.3機器人壓覺感知

1.3.4機器人視覺感知

1.3.5機器人接近覺感知

課程章節(jié)

1.3.6機器人聽覺感知

1.3.7機器人味覺感知

1.3.8機器人嗅覺感知

1.3.9機器人力覺感知

1.4機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1.4.1機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀

1.4.2機器人感知智能的發(fā)展趨勢

1、掌握機器人感知原理及系統(tǒng)的組成；

教學目的

2、了解機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。

第1章緒論

1.3機器人感知系統(tǒng)的組成

內(nèi)容提要1.4機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

及板書設計

重點、難點重點：機器人感知系統(tǒng)的組成

及解決方案難點：機器人感知原理

序?qū)W時

教學內(nèi)容

分配

1機器人感知系統(tǒng)的組成：觸覺、滑覺、壓覺、視覺感知30

教學內(nèi)容

時間分配2機器人感知系統(tǒng)的組成：接近覺、聽覺、味覺感知等20

3機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀20

4機器人感知智能的發(fā)展趨勢20

教學形式理實一體（）理論教學（4）

教學手段講解

（在右欄勾選）實驗（）實訓（）上機（）

作業(yè)完

作業(yè)書面（）電子（）

成方式

教學后記

附頁：第周

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具體內(nèi)容(課堂組織和教學過程設計)

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第1章緒論

1.3機器人感知系統(tǒng)的組成

機器人感知系統(tǒng)

內(nèi)部傳感器模塊外部傳感器模塊

<\,用來檢測機器人所

用來檢測機器人本身

處環(huán)境及狀況的傳

狀態(tài)的傳感器，多為

感器。具體有距離

檢測位置和角度的傳傳感器、視覺傳感

感器。器、力覺傳感器等。

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感知

觸覺一一機器人僅次于初:要知覺形式，常用的觸覺

傳感器從原理上可以分為以下幾類：

(1)壓阻式觸覺傳感器

(2)電容式觸覺傳感器

(3)壓電式觸覺傳感器

(4)光電式觸覺傳感器

?機器人滑覺感知

檢測在垂直于握持方向物體的位移、旋轉(zhuǎn)、由重力引起的變形,

以達到修正受力值、防止滑動、進行多層次作業(yè)及測量物體重

量和表面特性等。是用于檢測物體接觸面之間相對運動大小和

方向的傳感器，它用于檢測物體的滑動。

?機器人壓覺感知

壓覺傳感器實際是接觸傳感器的引伸。壓覺傳感器主要有如下

幾類：

(1)利用某些材料的內(nèi)阻隨壓力變化而變化的壓阻效應，制成

壓阻器件，將它僅密集配置成陣列，即可檢測壓力的分布。

(2)利用壓電效應器件。如壓電晶體等，將它們制成類似人的

皮膚的壓電薄膜，感知外界壓力。其優(yōu)點是耐腐蝕、頻帶

寬和靈敏度高等；但缺點是無直流響應，不能直接檢測靜

態(tài)信號。

(3)利用半導體力敏器件與信號電路構(gòu)成集成壓敏傳感器。常

用的有：壓電型、電阻型SIR和電容型。其優(yōu)點是體積小、

成本低、便于同計算機接口，缺點是耐壓負載差、不柔軟。

(4)

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?機器人視覺感知

機器人視覺感知是指機器人在工作時通過視覺傳感器對環(huán)境物

體獲取視覺信息，讓機器人識別物體來進行各種工作。將視覺

傳感器應用于工業(yè)機器人，并對其進行引導控制屬于機器視覺

的應用范疇。典型的工業(yè)機器人視覺系統(tǒng)往往由圖像采集單元、

信息處理單元以及最終的決策執(zhí)行單元組成。

根據(jù)不同的任務需求和應用場景，可以將工業(yè)機器人的視覺感

知應用劃分為2D視覺任務、2.5D視覺任務和3D視覺任務。

(1)CCD圖像傳感器：電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器是由

多個光電二極管傳送存儲電荷的裝置，它有多個MOS結(jié)構(gòu)

的電極，電荷傳送的方式是通過向其中一個電極上施加與

眾不同的電壓，產(chǎn)生所謂的勢阱，并順序變更勢阱來實現(xiàn)

的。

(2)CMOS圖像傳感器：COMS圖像傳感器是由接收部分(二

極管)和放大部分組成一個個單元，然后按照二維排列。

由于放大器單元之間特性的分散性放大，以至于其噪聲比

較大。

(3)三維視覺傳感器：三維視覺傳感器分為被動傳感器和主動

傳感器兩大類。

圖1.25三維視覺傳感器種類

?機器人接近覺感知

指機器人能感知相距幾毫米至幾十厘米內(nèi)對象物距離、表面性

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質(zhì)的一種傳感器。它是一種非接觸的測量元件，用來感知測量

范圍內(nèi)是否有物體存在。機器人利用接近覺傳感器，可以感覺

到近距離的對象物或障礙物，能檢測出物體的距離、相對傾角

甚至對象物體的表面狀態(tài)?？梢杂脕肀苊馀鲎?，實現(xiàn)無沖擊接

近和抓取操作。

類型特點

光電式測速度快、抗干擾能力強、測量點小、

適用范圍廣。

光纖式調(diào)制光經(jīng)發(fā)射光纖發(fā)出后，在障礙物表

面發(fā)生反射，之后被接受光纖接受，通

過后續(xù)的處理就可以感知障礙物位置。

電容式通過接近障礙物而引起電容變化，從而

得到傳感器與障礙物的接近度信息。

電磁感依據(jù)金屬物體接近感應傳感器引起的電

應式感變化。精度比較高，響應快，可以在

高溫環(huán)境中使用。

微波式利用雷達探測點原理，由發(fā)射機發(fā)出的

調(diào)頻連續(xù)波，遇到障礙物后反射，由接

收機接收，再利用三角測量原理，得障

礙物的位置信息C

紅外式利用被調(diào)制的紅外光照射物體，發(fā)射回

來的紅外光由接受透鏡接收，通過計算

可以得到物體的位置信息。

?機器人聽覺感知

“聽”是聲音采集的能力，“覺”是更為關(guān)鍵的聲音分析能力，

是普通拾音器產(chǎn)品所無能為力的。

?機器人味覺感知

機器人一般不具備味覺。但海洋資源勘探機器人、食品分析機

器人、烹調(diào)機器人等則需要用味覺傳感器進行液體成分的分析。

目前已開發(fā)多種味覺傳感器，用于液體成分的分析和味覺的調(diào)

理，毒成分和未知物質(zhì)的檢測等。

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圖1.31人舌味覺的部分結(jié)構(gòu)

味覺感知一般有下列元件：

(1)離子電極傳感器：將來自多個離子電極的信號加以合成從

而識別味覺。

(2)電導率傳感器：檢測液體的電導率。

(3)pH傳感器：檢測液體的pH。

(4)生物傳感器：提取與特定分子反應的生物體功能，固定后

用于傳感器。

?機器人嗅覺感知

嗅覺傳感器并不是機器人的通用感覺傳感器，但對于火災發(fā)現(xiàn)/

消防機器人、救援機器人、食品檢查機器人、環(huán)境保護機器人

等來說應該是必備的。

典型的嗅覺傳感器：

水晶振子嗅覺傳感器：在水晶振子電極表面上覆蓋脂質(zhì)膜，該

層膜在吸附嗅覺成分后，能檢測出振動頻率的變化。

半導體嗅覺傳感器：半導體聚合體表面是否吸附了嗅覺成分，

能呈現(xiàn)出電阻的變化。

熱式嗅覺傳感器：在加熱金屬的表面，嗅覺物質(zhì)發(fā)生氧化還原

反應引起電阻的變化。

?機器人力覺感知

力覺信息是人類感知到與外界環(huán)境產(chǎn)生的交互力信息。力覺需

要發(fā)生實際力作用方可獲取外界信息，是一種物理人機交互。

機器人力覺主要包括力感知和力控制，是控制機器人施加的外

界環(huán)境上的力。

機器人用于感知外力的傳感器有很多，常見的方案有：

(1)電子皮膚：在機器人表面覆蓋一層壓力傳感器，可直接檢

測環(huán)境施加在機器人全身上的力信息，精度高，但結(jié)構(gòu)復

雜，成本高。代表產(chǎn)品是博世APAS人機協(xié)作系統(tǒng)。

(2)關(guān)節(jié)力矩傳感器或柔性關(guān)節(jié)：通過在減速器的輸出端安裝

關(guān)節(jié)力矩傳感器，可避免關(guān)節(jié)摩擦力的影響，建立關(guān)節(jié)力

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具體內(nèi)容(課堂組織和教學過程設計)

號時教學效果記錄

矩?角度的動力學模型，這種方式精度很高，但結(jié)構(gòu)復雜，

成本高。代表產(chǎn)品為KUKA的iiwa。

⑶末端六軸力矩傳感器：在機器人的末端安裝六軸力矩傳感

器，可獲取力矩傳感器往后段的力覺信息；不涉及復雜的

動力學模型及辨識，但檢測范圍有限，成本高。這種方式

在機器人打磨及裝配中應用很多。

1.4機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

1、機器人感知智能的發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)智能機器人具備的智能水平可將其劃分成三種等級，分別

為高級智能機器人、初級智能機器人以及工業(yè)機器人。就我國

而言，智能機器人屬于第三代機器人，自身帶有非常多的傳感

器，并可以將所獲得的信息巧妙融合到一起，同時還能適應各

種環(huán)境，自身也具備較強的自愈能力與學習能力。

機器人感知智能其作用類似于人的感知器官，可以感知周圍環(huán)

境的狀態(tài)。

感知類3?感知原則感知到的信息該感知智能的實際應用

電容式、壓電式、壓阻式、」,

觸覺接觸力、面積、位置人機協(xié)作、物體抓取、質(zhì)量監(jiān)控

光學式

八人-機協(xié)作(HRC)＞導航、機械手

視覺CCD或CMOS成像圖像

控制、裝配、機落人編程

物體接近人-機協(xié)作(HRC)、物體抓取

接近覺電容式、電感式、光電式

_人?機協(xié)作(HRC)、焊接、障礙物

聽覺電容的、超聲波傳輸時間聲音信號、距離由

回避

關(guān)鍵技術(shù)：

(1)多傳感信息耦合技術(shù)：綜合多個傳感潛的數(shù)據(jù)，得到更準

確、更全面的信息，而經(jīng)過融合之后的傳感器系統(tǒng)，更精

準的反映出檢測對象的信息，從而消除不準確信息。

(2)導航與定位技術(shù)：從自主移動機器人導航中來看，不管是

躲避障礙還是規(guī)劃路線，其都是需要得到準確位置之后才

能完成導航、躲避障礙等任務。

(3)路徑規(guī)劃技術(shù)：在機器人的工作空間中尋找到從開始到目

標的一條最住路線.

(4)機器人視覺技術(shù)：包含圖像處理、圖像獲取、圖像分析、

輸出與顯示等，其中最關(guān)鍵的工作為特征提取與圖像辨別。

(5)智能控制技術(shù)：提高機器人的工作速度與完整度。

(6)人機接口技術(shù)：主要分析如何讓人類能更順利的與機器人

進行交流。

優(yōu)點：

可提高系統(tǒng)的可靠性和魯棒性；

?可擴展空間和時間上的觀測范圍；

?？商岣咝畔⒌木_程度和可信度；

序授課改進意見及實

具體內(nèi)容（課堂組織和教學過程設計）

號時教學效果記錄

可提高對目標物的檢測和識別性能；

可降低對系統(tǒng)的冗余投資。

主要研究和發(fā)展方向應包括：

確立具有普遍意義的信息融合模型標準和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標準。

將信息融合技術(shù)應用到更廣泛的新領域。

?改進融合算法以進一步提高融合系統(tǒng)的性能。

。開發(fā)相應的軟件和硬件，以滿足具有大量數(shù)據(jù)且計算復雜

的多傳感器融合的要求。

“感知智能使機器具備了視覺、聽覺、觸覺等感知能力，

將多元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，并用人類熟悉的方式去溝通和互動。認知

智能則是從類腦的研究和認知科學中汲取靈感，結(jié)合跨領域的

知識圖譜、因果推理、持續(xù)學習等，賦予機器類似人類的思維

邏輯和認識能力，特別是理解、歸納和應用知識的能力。事實

上，“感知智能”向“認知智能”轉(zhuǎn)化，是新一代人工智能的

發(fā)展趨勢。

＞本章小結(jié)：

本章系統(tǒng)闡述了機器人在感知智能領域的兩大關(guān)鍵要素：

力覺感知與多傳感器信息融合。力覺感知對機器人交互至關(guān)重

要，可以獲取精準的力信息，優(yōu)化其行動與決策。多傳感器信

息融合技術(shù)使不同來源的信息在共同參考空間中融合，提高信

息處理質(zhì)量。然而，機器人感知智能面臨信息不確定性和層次

結(jié)構(gòu)待優(yōu)化等挑戰(zhàn)，需要持續(xù)創(chuàng)新以提升感知智能水平。這些

關(guān)鍵要素將推動機器人技術(shù)朝著更加智能和自主的方向發(fā)展，

為人類帶來更好便利。

序

及實

進意見

號授課改

計）

程設

學過

和教

組織

（課堂

內(nèi)容

具體

錄

效果記

時教學

知

統(tǒng)

知系

人感

機器

展

與發(fā)

識產(chǎn)生

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