基于嵌入式的机器人多传感及信息融合系统研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zalatan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会的发展,一方面,劳动保护越来越被重视,有害环境需要机器人替代人力劳动;另一方面,人力资源成本的快速提高,迫使企业主提升生产的自动化水平,推动工业机器人的应用。近年来,海洋技术、空间技术和原子能技术迅速发展,地震、泥石流、海啸等自然灾害频繁发生,人们迫切需要机器人来替代人在高度危险、恶劣或有害的环境下进行复杂、甚至需要与环境交互的工作。因此,智能化机器人便成为一种现实可行的选择。智能化机器人配备多种具有类似人类感觉器官功能的传感器,用来获取任务的相关信息。本文结合课题要求,设计了一个基于嵌入式的机器人多传感信息融合系统,实现了触觉传感器、接近觉传感器和热觉传感器三种传感器的信号采集和分析。同时,通过融合决策解决机器人对物体的自适应抓取控制和对所抓取物体的材质简单识别分类等问题。通过PC机仿真和嵌入式平台实际应用,证实该系统的构建与运用是可行的。论文的主要工作及创新点如下:(1)完成了应用于机器人的多传感器设计。触觉传感器用来测量物体接触过程中的物理量,包括对物体的接触信息、软硬度信息等的综合测量;接近觉传感器用来粗略地反映抓取过程中物体相对于机械手爪的接近程度;而热觉传感器则测量了物体的导热性、温度等物理性质。根据传感器的不同物理原理,设计了传感器信号调理电路,并提出了相应的信号测量方法。(2)搭建了基于NI数据采集卡的PC机数据采集仿真平台,对机器人抓取过程进行了剖析,提出了合理的数据采集方案,着重分析了触觉传感器的响应过程,实现了根据抓取过程接触时刻对物体材质识别的合理时间点判别。本文探讨了多传感信息融合原理及相关方法,根据触觉信号和热觉信号的特征分别提出了基于贝叶斯推理和模糊神经网络的融合决策算法,用于有限样本中被抓取物体材质的分类。通过仿真实验,成功实现了被抓取物体的识别分类。(3)设计并研制了基于嵌入式传感信号处理的机器人多传感信息融合系统。研究工作包括嵌入式硬件平台和软件支持,为后续信息融合的复杂算法在嵌入式系统上的实现奠定了坚实的基础。论文较详细地阐述了嵌入式处理器、核心处理电路、多传感器设计和信号调理电路、机器人手爪电机驱动控制电路以及嵌入式Linux操作系统的移植、多通道A/D转换器设备驱动程序的编写和加载、系统应用程序的编写和加载过程等内容。所设计的嵌入式传感信号处理系统能够实时检测三个传感器的信息并对控制手爪的自适应抓取和抓取物的材质识别分类等过程进行正确的处理。实验证明该嵌入式多传感系统是可行而且有效的,为课题的后续研究和产品开发做好了准备。
其他文献
反腐倡廉,民心所向,国运所需,要靠党纪,要靠国法,也要靠社会舆论和文化的薰风。最近,宁夏自治区纪委、自治区监察厅和宁夏诗词学会联合举办了全国廉政诗词大赛,并结集出版了
切换系统是一类非常重要的混合系统,它是由若干个连续时间或离散时间子系统及一个作用在其上的切换规则组成。在过去的近四十年中,切换系统以其广泛的实际应用背景和重大的理论
创伤、疾病或畸形等常使喉支架软骨破坏或被迫切除,但由于喉软骨缺乏再生能力,病损后难以自身修复,必须利用其它组织或替代材料进行修复与重建。目前多利用自体组织或同种异体组
永磁同步直线电机(Permanent-Magnet Synchronous Linear Motor,PMSLM)由于具有高速度、高精密、大行程和高动态特性等优点,可以减少中间环节带来的误差,能够克服“旋转电机+丝杠”或“旋转电机+齿轮齿条”的固有弱点,满足高精密直线伺服驱动的要求,在激光切割机、高档数控机床等各类高精密工业伺服场合具有重要应用价值。在高精密PMSLM控制系统中,通常采用位置环、速
城市化进程的加快、汽车拥有量的迅速增长使得我国城市交通拥挤日趋严重。拥挤定价作为城市道路交通需求管理措施之一,得到了国内外经济学家和交通学者的广泛关注和认可。实施
图像融合技术是结合来自不同传感器或者是来自同一传感器但在不同条件下获取的图像来产生一个精确、清晰、更加符合人类视觉效果的图像,该技术已广泛地应用在遥感、医学诊断、
语音信号的盲分离作为盲源分离技术(Blind Source Separation,BSS)的一个主要研究分支,广泛应用于语音识别、移动通信、音频编码与操作、音乐分析等技术领域,是国内外学者们研究
堂上村位于北京市房山区霞云岭乡。1943年秋,人民音乐家曹火星随晋察冀边区抗日小分队来此宣传党的抗日主张。在村中的中堂庙,他满怀激情地写下了《没有共产党就没有中国》
南昌市医科所党支部为了引导广大党员干部学习党的奋斗历程、党的建设理论特别是党的十六大以来理论创新成果和党的历史基本知识,为即将召开的党的十七大营造浓厚氛围,特举办
电力系统生产电能并将电能输送给用户,电源发出的电能升压到一定等级后输送到负荷中心变电所,再降压至一定等级后,经配电线路与用户相联。安全可靠的发电和供电体系是电力系统正