机器人工学16先进机器人

《机器人工学16先进机器人》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第10章先进机器人专题(下)机器人的智能化机器人安全性问题与解决方案机器人智能机器人的感知和信息识别系统是为机器人智能服务的。感知、思维、动作是机器人具有智能的三要素。智能机器人应该具备感知环境的能力、执行某种任务而对环境施加影响的能力，以及将感知与行为联系起来进行思维的能力。机器人要模仿人的智能，就必须具备相对健全的传感器，认知环境，并对环境变化作出反应。机器人的自治与工作环境第3代农业机器人家用机器人医疗机器人维修机器人缝纫机器人军事机器人宇宙机器人体内手术机器人第2代收集机器人建筑机器人清扫机器人向导机器人保养机器人适应作业机器人核电机器人海洋机器人消防机器人排雷机器

2、人太空用机械手点检机器人第1代植苗机器人教育用机器人竞赛机器人工业机器人遥操作机械手微型工厂真空环境机器人洁净环境机器人自然环境人居环境工厂环境危险or恶劣环境非生存环境智能高低多传感器信息融合能通过对来自多个不同形态的传感器信息进行综合处理，而实现单一传感器所不能得到的新认识功能的技术，就称之为多传感器信息融合。它研究如何充分发挥各个传感器的特点，利用其互补性、冗余性，提高检测信息的精度和可靠性，从而实现识别、判断和决策。智能机器人与多传感器信息融合智能机器人要在不确定环境中成功地完成某种使命，其先决条件就是它们的感知系统必须能正确、动态地描述周围环境。在以往的研究过程中

3、，人们几乎把精力都集中在使用单一传感器的问题上，尽管有些智能机器人使用了多个不同类型的传感器，但并没有把这些传感器看作一个整体加以分析，这无疑对提高智能机器人的性能带来了不利的影响。多传感器集成和信息融合技术就是为了更有效地处理多传感器系统的设计与分析而提出和发展起来的一个研究方向。多传感器信息融合因为所获的信息种类很多，且不同的信息源提供的信息种类和形式也各不相同，所以为了实现各信息之间的集成与融合，首先要在各种信息之间进行比较，并使它们进行有效的通信。为此需要选择适当的表达方式以表示融合过程中的各种信息，并且可在这种表示形式下有效地实现各信息源之间的信息比较与通信，即实

4、现多传感器信息的表示与转换问题。信息表示方法的质量最终将影响信息融合系统的各项评价指标。多传感器集成和信息融合的主要优点（1）与只使用一种传感器相比，多传感器集成和融合处理后可以获得有关周围环境的更准确、更全面的信息。比如：2D3D，通过平均和概率计算提高精度。（2）一组相似的传感器采集的信息存在冗余性，而这种冗余信息的适当融合可以在总体上降低信息的不准确性。这是因为每个传感器的噪声是不相关的，融合处理后可明显地抑制噪声，降低不确定性。（3）不同类型传感器采集的信息具有明显的互补性，某些传感器提供密集的信息，另一些传感器给出的是稀疏信息。这种互补性经过适当处理后可以补偿单

5、一传感器的不准确性和测量范围的局限性。（4）多传感器集成可增加系统的可靠性，某个或某几个传感器失效时，系统仍能正常运行。（5）与单个使用各种传感器相比，多传感器集成和信息融合技术可以更迅速、更经济地获取有关环境的多种信息。多传感器融合的方法信息融合的层次和处理形态多传感器信息融合实质上是传感器信息处理的一种方法，而信息的融合可以在传感器信息处理的不同层次上进行。按照在处理层次中的信息抽象程度不同，可以把融合层次大致分为三层：（1）原始/观察信息层（2）特征层（3）决策层信息融合的层次和处理形态——原始/观察信息层该层次的信息融合是最低层的融合，是在对原始传感信息未经或经过很

6、少的处理基础上进行的。在传感器信息具有配准性的情况下（即传感器所测的物理量相同，比如都是测量视觉或都是测量声觉的），原始的传感器信息能够进行直接综合。否则，信息融合就必须在特征层或决策层中才能进行。该层次的信息融合优点是能够提供比其它层次更详细的信息，但是该层对信息的处理量较其它层次大，而且对融合所使用的信息配准性要求很高，融合的方法较大程度上依赖于传感器及传感信息的特点，不易提出融合的一般性方法。信息融合的层次和处理形态——特征层特征层的融合是指从传感器的原始信息中提取一组典型的特征信息。在该层中，对多个传感器的观察值进行特征提取，并综合为一组特征向量进行融合。该层次的融

7、合兼备原始信息层和决策层的优缺点，具有较大的应用范围。信息融合的层次和处理形态——决策层决策层的融合是在每个传感器对某一目标属性作出初步决策后，对多传感器信息进行融合，以得到整体一致的决策结果，是融合中的最高层次。该层次的融合具有较好的容错性，即当某个传感器出错时，通过适当的融合方法，系统仍能获得正确的决策结果。而且，随着融合信息的抽象层次增高，对原始的传感器信息没有特殊的要求。但由于该方法需要对原始的传感器信息进行预处理以获得初步的决策结果，因此融合信息的处理量较大。分散自律控制AutonomousDecentr