一种水下机器人的工程触须的研究

本文介绍了一种类似生物触须的水下作业机器人的触觉传感器的工作原理和结构，并对传感器信号进行处理，为机器人控制提供感觉信息．     

机器人和医学上用的触觉传感器

人工触觉传感器能连续读出可变接触力,它可以用来代替因疾病或损伤而失去触觉的人体触觉系统,并可以大大提高在一些特殊环境中(如核反应堆、水下探测和空间研究)工作的机器人性     

水下机器人定位算法

水下机器人的定位信息一般应包括位置信息和航向信息。选用超声波传感器测距,再作圆弧求交点的方法可获取位置信息,给出2种计算位置的算法;水下环境复杂,机器人的航向信息难以获取,建立拟合机器人的历史位置信息的曲线,进而对曲线进行求导来近似代替机器人航向的航向估计模型。水下实验验证了定位算法的可行性及可靠性,位置定位绝对误差小于20 cm,航向定位绝对误差大都在10°以内,满足定位要求。并分析定位误差来源,给出航向算法的修正模型。     

水下机器人在渔业中的应用现状与关键技术综述

总结了2007～2021年水下机器人在渔业环境监测与水生动物行为监视、水生动物视觉识别与捕获、水生动物生存环境维护方面的应用现状,综述了在渔业场景下应用的水下机器人的关键技术,分析了水下机器人结构设计与外形优化技术、水下机器视觉与图像增强技术、水下运动规划和水下环境信息获取与传输技术等的研究现状与存在的问题。最后,展望了专用于渔业场景的水下机器人在未来的研究方向。     

一种新型智能机器人触觉传感服装的研究

触觉技术在机器人感觉系统中占有非常重要的地位,同听觉、视觉一样,触觉是机器人感知外部世界信息的一种重要手段.文中对智能机器人触觉传感服装的理论模型进行了详细的论证,提出利用导电橡胶的压阻特性,设计阵列式触觉传感服装模型以及相应的信号处理和采集显示的软硬件系统,并通过实验取得了良好的效果.     

机器人用触觉传感器的研究

智能机器人通过视觉、触觉来识别周围的环境,工作对象和检测工作完成的情况。由于触觉装置控制简单,可直接检测物体的形状、光滑度、硬度等,因此触觉传感器是智能机器人的一个重要组成部分。 本文介绍三种国外的触觉传感器结构及其线路,在此基础上又探讨了光电触觉传感器以便为研制机器人的陈列触觉传感器奠定基础。     

一种用于水下机器人的触沉传感器研究

本文论述了一种用于水下作业机械手的机器人触觉传感器的结构及工作原理，这种传感器的开关类似于水下生物的“触须”，能够在４个方位上判别与对象接触的位置及接触长度，对于其他形式的机械同样适用。     

临场感遥控技术与自动对中云台设计

1临场感遥控技术临场感遥控技术,是使操作者在远地遥控操作时具有在现场实地操作时的身临其境的感觉的技术。即将远端机器人感知到的机器人与环境的交互信息以及环境的信息(包括视觉的、力觉的、触觉的和动觉的等信息),实时地、真实地反馈给操作者,使操作者产生身临其境的感觉,从而有效的感知环境及控制从机器人完成复杂的作业任务。临场感遥控操作系统被广泛运用于移动机器人的操纵,例如在宇宙空间、水下或陆上危险区域从事科学研究时,让机器人代替人类进去这些操作现场,由人在安全区域控制机器人执行。临场感遥控操作机器人的应用范围主要…     

水下机器人最优逃生线路规划研究与仿真

在水下机器人的逃生路线规划设计中,由于深海条件十分复杂,水下机器人在遇到各种险情逃生路线规划存在避障难题。传统的水下机器人逃生路线规划算法因受到海水连续波动问题,导致水下机器人速度和位置出现较大的扰动,摆脱路径规划结果存在较大偏差。为保障水下机器人作业安全,提出一种基于神经优化网络及遗传算法的水下机器人视觉最优逃生的线路规划,把机器人视觉仪器采集复杂障碍特征,归一化到视觉信息,融入规划模型中进行最佳路径的选择,将机器人摆脱复杂障碍以及最短路径的要求融合成一个适应度函数,通过遗传算法搜索获取最佳机器人逃生线路。仿真结果说明,神经网络优化遗传算法对于危险复杂海下情况,水下机器人最优逃生线路规划长度以及效率都优于传统模型。     

机器人传感器(下)

四、触觉传感器1.概述人的视觉最重要,但触觉也有重要作用,机器人也是这样。当前实用机器人中,无眼或眼力不好的居多,因而触觉传感器起着十分重要的作用。机器人触觉传感器包括触觉、压觉、力觉、滑觉、近接觉和柔性手爪等。触觉传感器发展很快,但有许多问题需要解决,这就是:(1)要求传感器用弹性材料制成,并且小巧和轻便;(2)寿命长,耐恶劣环境的性能好;(3)所获取的信息容易高速处理和传递;(4)具有模式     

机器人传感器触觉心理量检测的研究

为了让机器人传感器具有触觉心理感知的能力,提出从接触力信息中提取被接触者触觉心理量的方法。该方法从人类触觉的心理物理学定律出发,在实验测量基础上拟合出人体皮肤触觉心理量与外部刺激之间的数学关系,将其应用到机器人传感器中实现了对接触者的触觉心理量的检测。实验证明:这种方法具有信号处理简单、误差小等优点。     

水下机器人最优逃生线路规划研究与仿真

水下机器人最优逃生路线规划方法在海洋资源探测方面发挥巨大作用;水下环境较为复杂,机器人在逃生过程中规划逃生路线需要考虑复杂的水下环境,建立过多的约束条件;传统的机器人路径规划模型应用到水下时,会导致建模较慢,规划耗时;为了避免上述缺陷,提出基于贪婪遗传算法的水下机器人最优逃生线路规划方法;将自适应遗传算法与贪婪算法相结合,针对水下机器人最优逃生路线规划问题求解,获取最合理的逃生线路,保证水下机器人的安全运行;实验结果表明,利用改进算法进行水下机器人最优逃生路线规划,能够在大量的逃生路线中选取满足逃生约束条件的最优路线,缩短逃生时间,保证逃生效率,最终保证水下机器人的安全逃生。     

基于多传感器集成的仿人机器人足部感知系统

足部是仿人机器人本体支撑的基础,也是唯一与地面接触并发生相互作用的主要部件,其各种地面信息获取能力是机器人实现仿人的自然性稳定行走控制的关键.基于六维力传感器、惯量测量单元和柔性触觉阵列传感器,设计了一种新型仿人机器人集成化足部感知系统(IPFS).具备对各种地面环境识别和足部姿态获取、足底与外界接触位置的实时感知和估...     

智能化水下机械手的研究

水下机械手的研究和设计对水下机器人的应用和发展具有重要的影响,而智能化水下机械手要具有自主路径规划和目标类型判断的功能.文中首先简要叙述了水下机械手的发展现状和存在问题,然后通过分析抓取任务及环境信息的获取,设计了系统的硬件结构和软件组成.接着通过对水下机械手进行数学建模,阐述了抓取操作的工作原理,并给出了一个抓取过程的实例曲线.     

基于信息增益率的WNB水下机器人故障分类

提高故障诊断能力对于确保水下机器人系统的稳定运行具有重要意义,故障分类是目前水下机器人故障诊断所面临的一个重要问题。针对水下机器人推进器系统数据特征,提出一种基于信息增益率的加权朴素贝叶斯故障分类算法。首先,计算故障训练样本的先验概率,将各属性的信息增益率作为权值;其次,构建基于增益率加权的朴素贝叶斯分类模型;然后,对检测的故障数据利用分类模型获取具有最大后验概率的故障模式,实现故障分类。与朴素贝叶斯算法和决策树算法相比,仿真实验结果表明基于信息增益率加权的朴素贝叶斯算法的分类成功率更高,能够有效地实现水下机器人的故障分类。     

基于前视扫描声纳的成像与目标特征提取

AUV(Autonomous Underwater Vehicle)是一种可以在未知的水下环境中自主工作的机器人,它的自主性、安全性和智能化等优点,使其成为现代水下机器人研究的重点。本文基于主动前视扫描声纳的特性和水下目标几何特性,完成水下环境灰度地图可视化,并利用最小二乘拟合理论和椭圆逼近原则对处理后的图像进行特征提取,为之后的目标识别和路径规划提供可用的信息。     

自治/遥控水下机器人北极冰下导航

针对北极高纬度和科学考察中长期冰站对海冰在一定范围内连续重复观测的需求,设计了面向冰下环境的自治/遥控水下机器人(北极ARV)导航定位系统.提出基于海冰运动修正的水下机器人自主导航方法,通过定时引入海冰运动信息,实时准确获取水下机器人相对于海冰的位置信息,这不仅提高了观测数据的实际应用价值,还提高了冰下作业的安全性.仿真试验和北极冰下应用证明这一导航系统具有精度高、稳定性好等优点.     

机器人传感器(上)

一、概述1.机器人传感器的功能及其作用由于传感器电子学的发展,机器人由重复型过渡到智能型,智能机器人通过外部传感器控制行动。机器人传感器有多种分类法,表1是分类法之一。表中外部传感器和人的感觉对应,故亦称感觉传感器。机器人传感器主要是视觉、触觉和近接觉。表2列出机器人视觉传感器及其应用情况,表3列出触觉传感器及其应用情况。这里将近接觉作为触觉看待,故将近接觉传感器亦列在3表中。     

基于新型多模态触觉传感器的机器人交互物体分类

多模态传感融合对于机器人探索外界环境十分重要,而现有的触觉传感器只能收集一种触觉模态信息,其收集到的多模态信息存在弱配对问题,为了解决此问题,研究了一种基于触觉和视觉融合的多模态触觉传感器。该传感器可以利用一个感知层同时收集2种异构触觉模态信息,弥补了传统触觉传感器的缺陷,同时可以利用收集到的多模态信息对不同物体的几何形状进行分类,在研究过程中,通过按压实验收集了圆形、正方形、长方形和三角形4种形状物体的触觉信息,再利用K最近邻(KNN)算法进行几何形状分类,实验结果证明了该传感器在区分不同物体的形状上具有良好的效果。     

机器人触觉传感器发展概述

触觉是机器人感知外部环境的重要信息来源。近10年来，随着触觉感知技术和交互技术的广泛应用，机器人触觉传感技术得到了机器人研发人员的高度关注。首先简要回顾了近50年来机器人触觉传感器技术研究的发展情况，特别是我国在机器人触觉传感器技术领域的研究历程；然后，对现有机器人触觉传感技术进行了分类总结；接着，对当前触觉传感技术研发的前沿即电子触觉皮肤的研究做了分析和阐述，指出了机器人触觉传感技术研发亟待解决的关键问题，并对未来的发展趋势提出了一些见解。