机器人与人工智能精要.ppt

多传感器信息融合的常用方法 加权平均法 贝叶斯估计 卡尔曼滤波 统计决策理论 D-S证据推理 神经网络 模糊推理法 带置信因子的产生式 机器人视觉 通过视觉，人类可以获得大量丰富的信息，而机器人要通过视觉传感器来获取这些大量丰富的信息则存在着许多困难，如距离的远近、外界光线强弱、物体间的相互遮挡、阴影、图像信息处理量大、机器人对视觉图像处理的实时要求高等。 视觉信息处理三步 机器人的视觉信息处理过程可以大体分为三步：首先是视觉信息的输入，其次是视觉信息的预处理方法，再有就是对视觉信息的分析。 由于图像信息处理需要的计算量大，机器人运动对实时性要求高，这些都对机器人视觉信息的处理提出了有别于一般图像处理的要求。 图像识别流程 结束 Thank you! 机器人是从事有用活动的机器并具有自主行为能力 MC800小型排爆机器人 法国Minirob 排爆机器人 TSR200机器人 英国超级手推车爆炸物处理机器人 室内保安机器人 中国研制的PXJ－2机器人 丹蒂机器人考察南极埃里伯斯火山 月球16机器人探测器 月球探测车 MARSOKHOD火星探测车 丹蒂2型机器人斯泊火山进行了考察 勇敢者机器人 日本火星探测机器人 美国火星探测机器人 机器人足球赛 排爆机器人 双足步行机器人在爬楼梯 隧道凿岩机器人 机器人乐队 清洗飞机机器人 擦窗机器人 嫁接机器人 多指灵巧手 人工智能的一个长期目标 在人工智能领域一个活跃的研究方向就是对智能机器人的研究与开发。Nilsson在《人工智能》一书中对人工智能作了如下定义：“人工智能（AI）从广义上来讲就是所有与智能行为相关的人造物品。智能行为包括在复杂环境中的理解能力、推理能力、学习能力、信息交互能力和行动能力。” 人工智能的一个长期目标就是开发一种可以像人一样工作的机器，另一个目标就是理解这种智能行为如何在机器、人、动物中产生。智能机器人的研究与开发正是朝这些目标迈进的坚实一步。 智能机器人三大要素 一个智能机器人应该具备三大要素：感知、决策、行动。感知就是机器人具有能够感觉内部、外部的状态和变化，理解这些变化的某种内在含义的能力。决策要求机器人具有能够依据各种条件、状态、约束的限制自主产生目标，规划实现目标的具体方案、步骤的能力。行动需要机器人具备完成一些基本工作、基本动作的能力。 在这三大要素的基础上，智能机器人通过感知辅助产生决策，并将决策付诸行动，在复杂的环境下自主地完成任务，形成各种智能行为。 智能机器人的感知 一个鲜活的生命可以通过它的各种感觉器官和中枢神经系统来感受、理解外部和自己内部的变化。 而一个智能机器人要感知这个世界，就必须具有一定的信息获取手段和信息处理方法。 对于机器人来说，获取信息的手段就是通过多种不同功能的传感器来收集各种不同性质的信息。而对于信息的理解则是通过对传感器信息的处理来获得的。 信息收集 智能机器人进行信息收集的传感器可以分为触觉传感器、温度传感器、距离传感器、定位系统、速度和加速度传感器、角度及角加速度传感器、力和力矩传感器、姿态传感器、机器人视觉传感器、机器人听觉传感器、嗅觉传感器等。 这些传感器的应用可以使机器人检测到外界环境和本身的状态及变化。 陀螺仪 通过测量角度、角速度、角加速度的变化，可以得到机器人的姿态角、运动方向以及运动方向的改变等信息，其结构如图b所示。 接触和接近传感器 类似于动物的触须，可以帮助机器人避免与环境中的物体发生碰撞，感知探测范围内是否存在物体。 触觉传感器类似于皮肤的作用，通常由触觉传感器阵列组成，可以用来感觉物体的形状，乃至物体表面的纹理形状，图c。 激光全局定位传感器 运用三角测量法得到机器人的位置坐标信息。GPS(Global Position System）用于机器人的室外定位。 激光雷达可以精确地测定外部障碍物和机器人之间的距离值。 超声传感器 可以用来测量机器人周围障碍物的有无和距离的远近，图d。 红外传感器可以用来测量距离和方向，也可以用来测量外部温度变化。 其他传感器 力和力矩传感器用来感觉机器人对外界物体施加的力或力矩的大小，从而保证机器人的力反馈控制。 嗅觉传感器是机器人配备的用来感知气味浓度的化学传感器，气味的浓度和气流的方向可以用来解决机器人的导航问题和特殊物质的检测。 多传感器信息融合 智能机器人身上通常装备有多种不同的传感器，如红外传感器、超声传感器、激光雷达、碰撞检测传感器、视觉传感器、听觉传感器等。 由于受到各传感器的检测对象、工作范围、精度等因素的影响，需要确定不同来源的传感数据的一致性，通过不同传感信息的互相补充来获得外部完整的信息，所以多传感器信息融合方法的研究是智能机器人研究中的重要一环。