《机器人感知与智能》PPT课件.ppt

第六章 机器人感知与智能
第一节 基本概念与相关理论
第二节 机器人的感觉与传感器
第三节 机器人信息识别、表达与融合
第四节 机器人智能
第五节 应用系统举例
山东大学机械工程学院机电工程研究所2010/09/02
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第一节 基本概念与相关理论
机器人信息测量与分析方法
感知与智能的作用：
感知自身的工作状态和周边环境及其变化，改善和提高机器人系统的性能。
机器人的感知通过各种传感器实现，分为：内部感知（内部传感器）和外部感知（外部传感器）。
内部传感器：检测和感知机器人本身的状态，如：位置、速度、加速度、驱动力矩等。
对内部传感器的要求：
精度高、响应速度快、测量范围宽、体积小、重量轻、能耗低、工作可靠。
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第一节 基本概念与相关理论
外部传感器：识别环境、工件情况或工件与机器人的关系。如：力觉、视觉、距离、听觉等传感器。
通常安装在末端执行器上。
对外部传感器的要求：
除精度高、响应速度快、测量范围宽外，尽量非接触测量，体积小、重量轻更加重要。
另外，还要求安装使用方便、安全可靠、对环境无不良影响。
山东大学机械工程学院机电工程研究所2010/09/02
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第一节 基本概念与相关理论
内部传感器：
位置/角度 行程开关、电位器、码盘、
旋转变压器、光栅尺/盘等。
速度/加速度 测速发电机、码盘、速度/加
速度传感器。
力/力矩 力传感器、力矩传感器。
方位角 陀螺仪、方位仪。
电流/电压 霍尔电流传感器、电压计。
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第一节 基本概念与相关理论
外部传感器：
视觉：感知外部图像，如：CCD、 CMOS等。
触觉/滑觉：感知接触/滑动，
接近/距离：感知距离，如：接近开关、位置传
感器、激光测距仪。
热觉：感知温度，如：热电偶、红外CCD。
力觉：如：各类力、力矩传感器。
嗅觉：感知气味，各种气味传感器。
听觉：如：微型MIC，
味觉：感知味道。
方位：如：陀螺仪等。
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第一节 基本概念与相关理论
信号感知过程：
信号提取 信号分析与处理 识别 融合与应用
信号提取：各类传感器。
信号分析与处理：
信号分析：研究信号的构成与特征，如：滤
波、谱分析。
信号处理：各种信号变换，如傅里叶变换。
信号识别：识别算法、智能技术。
信号融合：多传感器的集成，多信息的融合。
信息的利用：实现功能、目标。
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第一节 基本概念与相关理论
多传感器系统与信息融合
机器人系统包含各种传感器，如何使它们协作工作、发挥出更大的作用？
多传感器系统涉及多种类型传感器或多个同类型传感器，还有多功能集成传感器。
多传感器系统与信息融合主要作用：
1、提高系统可靠性：替代。
2、降低系统的不确定性：沉余
3、提高完整描述环境的能力：协同
4、提高系统的实时性：并行处理
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第一节 基本概念与相关理论

人工智能是指将人类所具有的智能的一部分用计算机来实现以及与此相关的技术领域。
机器人是从事与人类相识动作的自动机械，代替人类行使某些智能动作，因此，它也是人工智能的研究对象，从这个意义上说，机器人也称为智能机器人。
人工智能的研究内容包括：知识获取、知识表达、知识推理、学习与决策、专家系统等理