第三章嵌入式系统工程与应用.ppt

嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 应该说人类是最聪明、最有智慧的群体。但我们也应看到人类存在的不足。 我们的祖先就曾幻想过人类应具有顺风耳和千里眼， 可以听世界上的一切声音， 可以看世界上的一切事物；可以有三头六臂， 甚至成为千手观音；可以上天入地，力大无比。如今，机器人帮助人类实现了很多梦想，但是，机器人的本领不会超过人类，因为机器人是人类发明、创造的，人类是机器人的主人。机器人是嵌入式应用的典型应用领域。 嵌入式应用系统举例——嵌入式系统与智能机器人 一、什么是机器人 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 实际意义上的机器人，应该是“能自动工作的机器”。有的功能很简单，有的功能就复杂得多。 机器人通常具有3个基本特征。是不是机器人，只需看一看它是否具备以下3个特征： （1）身体： 是一种物理状态，具有一定的形态。 （2）大脑： 控制机器人的程序 。 （3）动作： 任何机器人都有一定的动作表现。 一、什么是机器人 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义： 一个定义是森政弘与合田周平提出的： “机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。” 另一个定义是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：　 （1）具有脑、手、脚等三要素的个体； （2）具有非接触传感器和接触传感器； （3）具有平衡觉和固有觉的传感器。 一、什么是机器人 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为：“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象。” 1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。” 一、什么是机器人 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。” 嵌入式应用系统举例——嵌入式系统与智能机器人 二、机器人的分类 关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 分类名称 说 明 操作型机器人 能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。 程控型机器人 按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。 示教再现型机器人 通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。 数控型机器人 不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。 感觉控制型机器人 利用传感器获取的信息控制机器人的动作。 适应控制型机器人 机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。 学习控制型机器人 机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。 智能机器人 以人工智能决定其行动的机器人。 表3-3 机器人的分类 嵌入式应用系统举例——嵌入式系统与智能机器人 三、机器人对外界信息的感知 所有的机器人都装有传感器，用于为机器人提供输入。一些传感器很像我们人类的感觉器官，能够“看到”或“感觉到”外界环境的变化。 一个机器人的控制程序主要取决于以下几种因素： （1）使用的传感器类型和数量。 （2）传感器的安装位置。 （3）可能的外部激励。 （4）需达到的活动效果。 （5）可编程积木式。 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 三、机器人对外界信息的感知 通常，机器人只能简单地“做”我们谈论机器人的“动作”时，就知道人类是怎么理解机器人这一概念的。简单地说，机器人的“动作”就是：“机器人做什么”。机器人通常是用来完成需要人自己来做的一些工作。 嵌入式应用系统举例 ——嵌入式系统与智能机器人 三、机器人对外界信息的感知 机器人必须有“手”，这样它才能根据电脑发出的“命令”动作。“手”不仅是一个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。 现在，机器人的手已