【正文】 。 多傳感器融合常用的方法有： 加權平均法、貝葉斯估計、卡爾曼濾波、 DS證據(jù)推理、模糊邏輯、產生式規(guī)則、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等方法。 多傳感與單傳感的比較： 多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)可更大程度獲取被探測目標和環(huán)境的信息量 。 （ 3） 實時性 。 多傳感器融合系統(tǒng) 主要特點是： （ 1） 提供了冗余 、 互補信息 。 非特定人的語音識別系統(tǒng)大致可以分為 語言識別系統(tǒng)，單詞識別系統(tǒng)，及數(shù)字音（ 0~9）識別系統(tǒng)。在系統(tǒng)工作時，將接收到的聲音信號用同樣的辦法求出它們的特征矩陣，再與標準模式相比較。特定人語音識別系統(tǒng)可以識別講話的人是否是事先指定的人，講的是哪一句話。 c)分辨率和灰度同時變化對圖像的影響 聽覺系統(tǒng)的粗略框圖 機器人的聽覺 特定人的語音識別系統(tǒng) 特定人語音識別方法 是將事先指定的人的聲音中的每一個字音的特征矩陣存儲起來，形成一個標準模板（或叫模板），然后再進行匹配。 （ 2）圖像處理 a)分辨率變化對圖像的影響 從圖（ a）到（ f）分辨率為 512 512，灰度級依次為 256 ，64， 16， 8， 4， 2。 優(yōu)點： 體積小、質量輕、壽命長、抗沖擊、耗電極少，一般只需幾十毫瓦就可以啟動。 2. CCD圖像傳感器 1） CCD（電荷耦合器件： charge coupled devices） CCD （電荷耦合器件）的基本結構是一個間隙很小的光敏電極陣列，即無數(shù)個 CCD單元組成，也稱為像素點（如 448 380）。 從廣義上講，也把它算成機器人視覺中的一種。 1. 超聲波傳感器 超聲波探測原理比較簡單，一般是采用 時差法 。 視覺系統(tǒng) 視覺系統(tǒng)是應用在機器人中最復雜的傳感器 有研究結果表明，視覺獲得的感知信息占人對外界感知信息的 80%。 ?光測距儀 原理 ：基于光（包括激光），采用 直接延遲時間測量法、間接幅值調制法和三角法 等方法測量到物體的距離。 特點： 結構堅固、簡單、廉價并且能耗低，但是分辨率和最大工作距離受到限制。傳感器與物體之間的距離是信號行進距離的一半，知道了傳播速度，通過測量信號的往返時間即可計算出距離。 三角法： 測量原理如圖所示 測量原理 ：僅在發(fā)射器以特定角度發(fā)射光線時，接收器才能檢測到物體上的光斑，利用發(fā)射角的角度可以計算出距離。 用六個傳感器測量三個彼此獨立的軸上的力和力矩 測距儀 與接近覺傳感器不同，測距儀用于測量較長的距離，它可以探測障礙物和物體表面的形狀，并且用于向系統(tǒng)提供早期信息。 壓力使得圓形金屬筒以及電阻應變片變形，從而使電阻應變片的電阻值產生變化。 力敏電阻 惠斯通電橋 壓阻式壓力傳感器 采用集成電路工藝技術，在硅片上制造出四個等值的薄膜電阻并組成電橋電路，當不受力作用時，電橋處于平衡狀態(tài)，無電壓輸出 。 力和壓力傳感器 ：壓電材料受壓后會產生一定電壓。鋼球指針與被抓物體接觸。當工件滑動時，金屬球也隨之轉動，在觸針上輸出脈沖信號，脈沖信號的頻率反映了滑移速度，個數(shù)對應滑移的距離。 它 由一個金屬球和觸針組成 ，金屬球表面分成許多個相間排列的導電和絕緣小格。 物體在傳感器表面上滑動時 ， 和滾輪或球相接觸 ， 把滑動變成轉動 。 軟抓取 （有滑覺傳感器時采用）：末端執(zhí)行器使夾緊力保持在能穩(wěn)固抓取工件的最小值，以免損傷工件。 壓覺傳感器圖例： 3. 滑覺傳感器 機械手一般采用兩種抓取方式：硬抓取和軟抓取。在平板上加負載時，平板發(fā)生位移，該位移量由電位器檢測。 壓阻式陣列觸覺傳感器 碳氈（ CSA） 2．壓覺傳感器 ： ? 壓覺傳感器檢測傳感器面上受到的作用力，它由 彈性體 及檢測彈性位移的 敏感元件 構成。缺點是有遲滯，線性差。 特點： ?外形尺寸十分大 ?空間分辨率低 利用 陣列 這一概念已開發(fā)了許多重要的傳感器。 ? 工作 原理 ： ? 在電極和柔性導體之間留有間隙 ， 當施加外力時 ， 受壓部分的柔性導體和柔性絕緣體發(fā)生變形 ， 利用柔性導體和電極之間的接通狀態(tài)形成接觸覺 。 ? 滑覺 能力 ： ? 主要用于檢測物體因自 重相對于機器人手爪的 滑移量 的大小 。 ? 視覺 能力 ： ? 孔 、 邊 、 拐角的 檢測 及工作對象 形狀 的檢測等 。 ? 接近覺 能力 ： ? 主要用于探測機器人自身與周圍物體之間 相對位置 或 距離 。 通過分析敲打的聲音 測定果品成熟程度的傳感器 。分析振動聲音探測機械故障的 點傳感器 。每根梁上下、左右各貼一對應變片，三根梁上共有 6對應變片，分別組成六組半橋，對這 6組電橋信號進行解耦可得到六維力（力矩）的精確解。它是一種整體輪輻式結構，傳感器在十字梁與輪緣聯(lián)結處有一個柔性環(huán)節(jié)，在四根交叉梁上共貼有 32個應變片（圖中以小方塊），組成 8路全橋輸出 。圖中從 Px+到 Qy代表了 8根應變梁的變形信號的輸出。它由一段直徑為 75mm的鋁管銑削而成，具有八個窄長的彈性梁，每個梁的頸部只傳遞力，扭矩作用很小。 （ 2）裝在末端執(zhí)行器和機器人最后一個關節(jié)之間的力傳感器，稱為 腕力傳感器 。 通常我們將機器人的力傳感器分為三類： （ 1）裝在關節(jié)驅動器上的力傳感器，稱為 關節(jié)力傳感 器 。 5. 力覺傳感器 力覺傳感器使用的主要元件是 電阻應變片 。 可用于魚群探測、金屬內部探傷等方面。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。超聲波對液體、固體的穿透能力很大，尤其是在不透光的固體中，它可穿透幾十米的深度。 超聲波距離傳感器 。 PNP輸出接近傳感器 一般應用在 PLC或計算機上作為控制指令的較多， NPN輸出接近傳感器 用于控制直流繼電器較多，在實際應用中要根據(jù)控制電路的特性進行選擇其輸出形式。 常用的有： 兩線制接近傳感器 ：兩線制接近傳感器安裝簡單，接線方便；應用比較廣泛，但卻有 殘余電壓 和 漏電流大 的缺點。當金屬類被檢測體接近傳感器的感應區(qū)域，開關就能在無接觸、無壓力、無火花的情況下迅速發(fā)出電氣指令，準確反應出運動機構的位置和行程。 極近物體探測傳感器 探測非常近的物體存在的傳感器稱為 接近傳感器 。 物體探測傳感器 物體探測傳感器是一種識別物體而且知道其存在 的傳感器。 觸覺也能識別物體。 外部狀況的感覺 物體識別傳感器 典型的是視覺傳感器，如攝像機。 典型外傳感器 用來檢測機器人所處環(huán)境（如是什么物體，離物體的距離有多遠等）及狀況（如抓取的物體是否滑落）的傳感器。故同步測速發(fā)電機應用較少。 2） 交流測速發(fā)電機 交流異步測速發(fā)電機 與交流伺服電動機的結構相似，其轉子結構有籠型的，也有杯型的，在自動控制系統(tǒng)中多用 空心杯轉子異步測速發(fā)電機 。 測速發(fā)電機 1） 直流測速發(fā)電機 直流測速發(fā)電機實際就是一種微型直流發(fā)電機 ，按定子磁極的勵磁方式分為電磁式和永磁式。測速發(fā)電機在控制系統(tǒng)中主要作為 阻尼元件、微分元件、積分元件和測速元件 來使用。可利用前面所述的位移傳感器或編碼器測量，也可用測速發(fā)電機測量。 對任意給定的角位移，編碼器將產生確定數(shù)量的脈沖信號，通過統(tǒng)計指定時間內脈沖信號的數(shù)量，能計算出相應的角速度。 旋轉變壓器結構簡單，動作靈敏，對環(huán)境無特殊要求，維護方便，輸出信號幅度大，抗干擾性強，工作可靠。定子繞組為變壓器的原邊，轉子繞組為變壓器的副邊。 旋轉變壓器又稱分解器 ， 是一種控制用的微電機，它將機械轉角變換成與該轉角呈某一函數(shù)關系的電信號的一種間接測量裝置 。 3）旋轉變壓器 原理： 轉子轉動引起磁通量旋轉，在次級線圈產生變化的電壓。通過這特征，在任意時刻都可以確定碼盤的精確位置。從而可方便地判斷出旋轉方向，而 Z相為每轉一個脈沖，用于基準點定位。 E： 輸入電壓 L： 觸頭最大移動距離 X：向 左端移動的距離 e： 電阻右側的輸出電壓 EEeL )2( ???? 3）編碼器 檢測細微運動，輸出數(shù)字信號 根據(jù)信號輸出形式分為 增量式和絕對式 A 增量式 簡單旋轉式增量編碼器 簡單直線增量編碼器 旋轉式增量編碼器 通過內部兩個光敏接收管轉化其角度碼盤的 時序 和 相位 關系 ，得到其角度碼盤角度位移量增加（正方向）或減少（負方向）。將線位移或角位移轉化成電阻的變化，以電壓或電流形式輸出。 燈泡發(fā)出的光線經(jīng)過聚焦后變成平行光束 ， 當漏光盤上的條紋與光欄板上的條紋重合時 ， 光敏管便接受一次光的信號并記數(shù) ， 由此可以測試旋轉速度 。 其中編碼器既可以檢測直線位移 ， 又可以檢測角位移 。 光電開關的原理 特點：非接觸性檢測，精度達 . 2．位置、角度測量 ? 測量機器人 關節(jié)線位移 和 角位移 的傳感器是機器人位置反饋控制中必不可少的元件 。光電開關在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。當然還有更多的先進形式。由于機械的慣性運動，這種行程開關有一定的“ 超行程” 以保護開關不受損壞。 接觸式的比較直觀，機械設備的運動部件上，安裝行程開關，與其相對運動的固定點上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。 限位開關 就是用以限定機械設備的運動極限位置的電氣開關。 1） 微型開關 規(guī)定的位移量或力作用在微型開關的可動部分上 ， 開關的電氣觸點斷開 （ 常閉 ） 或接通 （ 常開 ） 并向控制回路發(fā)出動作信號 。 這種方法用于檢測機器人的 起始原點 、 終點位置 或 某個確定的位置 。 ? 內傳感器常用于控制系統(tǒng)中 ， 用作 反饋元件 ，檢測機器人自身的狀態(tài)參數(shù) 。 旋轉編碼器 電位器 伺服電機 伺服控制器 步進電機 步進控制器 傳感器如何選擇？ ? 傳感器特性 成 本 尺 寸 重 量 輸出的類型 接 口 分辨率 靈敏度 線性度 量 程 響應時間 頻率響應 可靠性 重復精度 精 度 內傳感器： ? 內傳感器是用于測量機器人自身狀態(tài)的功能元件 。 測量與機器人作業(yè)有關的外部因素。 激光焊接機械手 （參考上海大眾汽車有限公司資料） 采用兩級分布式計算機實時控制系統(tǒng) 在機器人中，起到內部反饋控制作用或感知與外部環(huán)境的相互作用的裝置被稱為傳感器。機器人傳感器在機器人的控制中起了非常重要的作用，正因為有了傳感器，機器人才具備了類似人類的知覺功能和反應能力。 光纖 耦合器 傳輸光纖 出射光纖 2022/5/31 79 光纖式光電開關應用 遮斷型光纖光電開關 出射光纖 接收光纖 2022/5/31 80 光纖的其他應用 軍用光纖陀螺： 將激光射入繞成線圈的光纖，當線圈的底座隨運動物體旋轉時，可以測得出射光的相位發(fā)生變化，它的靈敏度比機械陀螺高，無機械磨擦力。 探測器 前置放大校正 線性化峰值