机器人感觉系统.ppt

三、滑觉传感器滑觉信息可从触觉图像的动态变化中获取机器人专用滑觉传感器（南斯拉夫贝格莱德大学研制）第37页,共40页，星期六，2024年，5月1、接触觉传感器用于滑觉检测第38页,共40页，星期六，2024年，5月2、断续型滑觉传感器第39页,共40页，星期六，2024年，5月3、机器人专用滑觉传感器第40页,共40页，星期六，2024年，5月传感器类型的选择机器人的控制需要传感器内部传感器：位置传感器：位置反馈速度传感器：速度控制，动力学计算需要加速度传感器：动力学计算需要第5页,共40页，星期六，2024年，5月传感器类型的选择有些辅助工作需要传感器的帮助产品检验：需要视觉零件分类：需要视觉，对零件进行识别需要触觉，判断是否接触到零件需要力觉，判断零件是否放置到位第6页,共40页，星期六，2024年，5月传感器类型的选择“安全”需要传感器机器人自身的安全力觉：检测各连杆和构件的受力触觉：防止机器人和周围物体的碰撞接近觉：更好地避障使用者的安全安全导线安全开关防干扰传感器：电容式、光电式、超声波式等第7页,共40页，星期六，2024年，5月传感器性能指标的确定灵敏度：适中即可线性度：应高些测量范围：必须覆盖被测量的工作范围精度：合适就好重复性：很重要分辨率：取决于控制要求响应时间：越短越好可靠性：98%~99%第8页,共40页，星期六，2024年，5月传感器物理特征的选择尺寸和重量：影响机器人的运动性能，应该减小或减轻输出形式：最好是数字式电压信号，便于计算机直接进行处理可插接性：影响传感器使用的方便程度和机器人结构的复杂程度（进而影响到成本），应设计通用接口，传感器输出信号的大小和形式应能与其他外设相匹配第9页,共40页，星期六，2024年，5月第二节位置传感器与位移传感器电位器式位移传感器光电编码器（最简单的数字式位置/移传感器）绝对式：能给出关节的实际位置相对式：能给出关节的实际位移第10页,共40页，星期六，2024年，5月绝对式编码器23222120白色区域为透光区黑色区域为不透光区分辨率为360°/2n其中n为码道数目加工困难成本较高第11页,共40页，星期六，2024年，5月相对式编码器信号处理装置abz码盘基片透镜光源光敏元件透光狭缝光欄板节距τm+τ/4通过计算脉冲个数来得到输入轴所转过的相对角度，分辨率为360°/n第12页,共40页，星期六，2024年，5月相对式编码器第13页,共40页，星期六，2024年，5月第三节机器人的视觉传感系统人类从外界获得的80%的信息来自于眼睛第一代示教再现型机器人没有视觉系统，无法感知周围环境和工作对象的情况。智能机器人的智能离开视觉系统是无法做到的机器人的视觉与文字/图象识别的区别：但视觉传感器却只能得到二维图象，怎么解决？机器人要处理三维图象“双目视觉”文字/图象识别处理的是二维图象视觉系统的组成图像输入：光信号?电信号?数字信号，由视觉传感器完成图像处理：对信息进行提取和处理图像存储：保存数据图像输出：显示信息并将信息传送给主控系统计算机第14页,共40页，星期六，2024年，5月图像输入（视觉传感器）一般采用固体摄像机进行图像的摄制，以CCD为多。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????第15页,共40页，星期六，2024年，5月图像处理数字图像的编码选用适当的编码来压缩图像数据，用尽可能少的内存保存数字图像识别目标物体的某些特征图像的分离使图像的轮廓更加突出把景物从图像中提取出来第16页,共40页，星期六，2024年，5月数字图像的编码轮廓编码：用轮廓线来描述图形的特征。10000303333221212121一小段轮廓线可以用一个有方向的短线段来近似,每个短线段对应一个码，称链式编码。22210075765443第17页,共40页，星期六，2024年，5月数字图像的编码扫描编码：将一个画面按一定的间距进行扫描，在每条扫描线上找出浓度相同区域的起点和长度。第18页,共40页，星期六，2024年，5月图像的分离图像的边缘检测：使图像的轮廓更加突出的处理方法。差分边缘检测法梯度算子阈值化：对图像进行分割第19页,共40页，星期六，2024年，5月差分边缘检测法图像边缘的像素强度会发生突变，是图像识别中重要的图像特征之一，在数学上可以用导数运算来判