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多传感器融合技术在蟑螂机器人控制中的应用

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  • 日期: 2013-09-20
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标签: 多传感器融合技术在蟑螂机器人控制中的应用

多传感信息融合对于蟑螂的运动灵活性具有重要作用,为了模拟蟑螂腿毛的功能,提出采用多传感器信息融合技术开发了一种信息实时采集系统;该系统利用廉价鼠标作为传感器,在蟑螂机器人的腿上安装若干光电传感器来模拟蟑螂运动过程中腿毛的触觉,从而解决机器人位姿识别和避障的问题,为实现实时控制和智能控制提供保障;为了简化鼠标的安装,通过在蟑螂身体上安装鼠标传感器来检测位姿的方法,验证了算法的正确性,说明了模拟腿毛的功能;应用结果表明,该系统稳定性好,价格低廉,有一定的实用性与推广价值。蟑螂以其无论身处何种地形都能如履平地般快速运动和其灵活的自我调控能力引发了人们探询其运动奥秘的浓厚兴趣。研究发现蟑螂运动的灵活性和稳定性核心是蟑螂具有特殊的腿构型[1], 以及拥有视觉、触觉、味觉、嗅觉等多种传感功能,并能够对这些传感信息进行准确、实时处理。仿生蟑螂机器人可以运用于抗震救灾、防爆、搜寻,太空勘探等方面,由于其落足点是离散的,因而能够在足尖点的可达范围内灵活调整行走姿态[2],并选择合理的支撑点,使得机器人具有更高的灵活性。因此对蟑螂机器人的研究有着重要意义。蟑螂的运动灵活性与它们能够对各种传感信息进行准确、实时处理是分不开的。所以,对于蟑螂机器人的研究就需要对多传感信息的融合处理进行研究_。多传感信息处理的实时性要求对时变传感信息能够准确获取,并采用适当的数学方法对数据进行融合处理。本文将运用多传感器信息融合技术实现传感信息的准确实时采集和处理,通过研究蟑螂来研究多传感信息处理过程。在蟑螂的多种感觉中,触觉是主要的传感信息,蟑螂的头须和体毛可以感知周围环境。比如,蟑螂肢体上有很多的腿毛,这些腿毛可以通过受力或位置检测来感知周围环境从而对它的智能运动控制产生作用,因此我们将多传感信息的试验限制在触觉信息的数据采集和处理上。借助机械鼠标或光电鼠标的检测技术,考虑到光电传感器灵敏度高,价格低廉,在机器人控制中相对于其他传感器的优势越来越显著,我们将在蟑螂机器人的身体和腿上安装若干光电传感器来模拟腿毛对周围环境的感知作用,从而模拟蟑螂运动过程中的触觉。

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