机器人学概论第七讲.pptVIP

*/71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 语音 语音控制命令流程图 抛弃 否 语音识别引擎 语音命令表 识别结果编码 识别结果解码 语音合成或调用录音文件 语音命令缓存 识别结果对否 发送语音命令 运动控制计算机 是 无线网络 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 手势 柔性弯曲角度传感器 力敏材料的特性曲线 1 10 100 1000 10 100 1000 10000 压力（g） 电阻（KΩ） 数据手套CAS-Glove 数据手套CAS-Glove中传感器的布置 （a）手掌 （b）手背 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 手姿 PIP关节弯曲传感器 MCP关节弯曲传感器 各手指间的外展传感器 拇指交叉传感器 用于手姿识别的CAS-Glove传感器 处理 采样 采样 标定手姿 标定值 一般值 一般手姿 CAS-Glove标定框图 （a）停止 （b）前进 （c）后退 （d）左转 （e）右转 （f）左前 （g）右前 （h）左后 （i）右后 轮椅式服务机器人控制手姿定义 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 手姿 轮椅式服务机器人的手姿控制 手姿控制下的机器人状态转换 手姿运动命令转换与平滑 （a）平滑前 （b）平滑后 S型速度曲线及加速度曲线 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 手势 视觉系统 图像处理 传感器 数据融合 标定 原点位置 模糊数 计算 输出 （x,y,z） O x,y θ 手部空间跟踪流程 特征点定位示例 手部定位示例 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 手势 （a）180度 （2）135度 （3）90度 （4）60度 （5）25度 手势图像序列（图中标出的角度为实际角度近似值） 简化手势命令 */71 移动机器人的人机交互 人机交互方式 力反馈与遥操作 操作者 主机械手 通讯环节 从机械手 环境 vm um uds vs fh udm us fe 力反馈遥操作系统 Pm Gcs Gc Ps Gc Ge fm - fh vm vds vs - fe - τs Gcm τm + + + 力反馈遥操作系统控制结构 */71 THANK YOU */71 KEYENCE 外部传感器 第五章 机器人传感器 激光 三角测量法：结构光视觉传感器 */71 外部传感器 超声 渡越法：通过对被测物体发射超声波，并接收回波，利用发射与接受的时间差和速度确定距离。 第五章 机器人传感器 v为超声波速度，当温度0℃时, v 332m/s, 30℃时v 350m/s 超声头结构示意图及其等效电路图 结构示意图 等效电路 金属网 外壳 锥形喇叭 压电晶片 底座 引线 超声波传感器指向特性声强图 */71 外部传感器 超声测距存在问题 盲区与串扰：超声波在发射的瞬间，有部分声波会直接进入接收端，产生很强的虚假反射波，造成串扰现象。为有效地避免串扰，需要进行软件延时处理，从而导致探测“盲区”问题。 镜面反射：多次反射后接收到回波，得到的距离大于实际值。 低采样率：传播速率较低，多路超声传感器顺序开启 第五章 机器人传感器 超声波发射与接收波形示意图 传感器 传感器 （a） （b） 不同入射角时的超声波反射图 */71 外部传感器 超声传感器：常用于移动机器人避障 第五章 机器人传感器 移动机器人超声层 超声波发送与接收器 a 超声层布置 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 b 测量范围 */71 外部传感器 超声传感器：常用于移动机器人避障 第五章 机器人传感器 */71 特点: 成本低, 200~500元 精度低, cm级 测量范围 20~150cm 线性度低, 温漂大 可靠性较高, 寿命长 原理: 红外光反射式非接触测量 用发射与接收的红外光之间的角度差计算距离 三角测量法 常采用开关量, 用于障碍物检测 工件 发射器 接收器 外部传感器 第五章 机器人传感器 红外传感器：三角测量法 */71 发射器 SHARP GP2Y0A02YK 外部传感器 第五章 机器人传感器 红外传感器：三角测量法 */71 外部传感器 第五章 机器人传感器 视觉传感器：立体视觉，全向视觉 */71 外部传感器 第五章 机器人传感器 视觉传感器：立体视觉，全向视觉 Oh Xh Zh P D C1 C2 L12 L21 P Q1 L11 L22 B1 B2 B5 B6 B7 B8 B9 B11 B10 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 B3 B4 Oh Xh Zh P D C1 C2 L1 L2 H */71 外部传感器 第五章 机器人传感器 视觉传感器：立体视觉，全向视