第六章 机器人感知

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腕力传感器
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接近与距离觉传感器
根据感知距离，接近觉传感器可分为三类；感知近距离（mm级）物 体的有磁力式、气压式、电容式等；感知中距离（大致30mm以内）物体 的有红外式；感知远距离（30CM以外）物体有超声式和激光式。视觉传 感器也可作为接近觉传感器。
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超声波传感器
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机器人视觉可以定义为这样一个过程，利用视觉传感器获取 三维景物的二维图象，通过视觉处理器对对一副或多副图象 进行处理、分析和解释，得到有关景物的符号描述，并为特 定任务提供有用的信息，用于指导机器人的动作。
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传感器与计算机的接口设计
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V/I、I/V转换电路
4－20mA 远距离传输 0-10V~4-10mA
采样/保持电路
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模拟多路开关
CD4051
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触觉信息处理
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机器人二维图像处理
前处理
滤波 二值化处理
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特征处理
边缘化
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合并与分割
形状的识别
匹配与识别
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三维视觉的分析
双目视觉
利用声波：语音识别传感器。分析振动声音探测机械故障的点传感器。 热传感器：点检传感器。 通过分析敲打的声音测定果品成熟程度的传感器。 根据近红外线的糖度吸收程度测定水果甜度的传感器.
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• 2 触觉传感器
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接触绝传感器
单向微动开关
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接近开关
非接触式接近传感器有高频振荡式、磁感应式、电容感应式、 气动式、光电式等多种接近开关。
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摄像器件
CCD
电荷藕合器件图像传感器CCD（Charge Coupled Device），它使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线 转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，CCD由许 多感光单位组成，通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光 线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光 单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最 底下的电子线路矩阵所组成。
内部传感器
（1）1.1 电位计 典型的传感器是电位计。检测的是以 电阻中心为基准位置的移动距离。
L ( 2e E ) E
E：输入电压 L：最大移动距离触头 X：向左端移动的距离 E：电阻右侧的输出电压
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• 直线型（测量位移） 旋转型（测量角度）
360V E
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• 1.2 测速发电机
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触觉传感阵列
滑觉传感器
11Baidu Nhomakorabea
力觉传感器
力和力矩的一般检测方法
（1）通过检测物体弹性变形测量力。 （2）通过检测物体压电效应检测力。 （3）通过检测物体压磁效应检测力。 （4）采用电动机、液压马达驱动的设备可以通过检测电动 机电流及液压马达油压等方法测量力或转矩。 （5）装有速度、加速度传感器的设备，可以通过速度与加 速度的测量推出作用力。
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• 1.3 光电编码器
光学编码器是机器人关节伺服中常用的一种检 测装置。可以将机械轴的转角值或直线运动的位移 量转化成相应的电脉冲。
增量式
绝对式
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2 外部状况的感觉
（1）物体识别传感器 （2）物体探测传感器 （3）极近物体探测传感器 （4）距离传感器 (5）力觉传感器 （6）其他传感器