视觉传感器获取的信息量要比其它传感器获取的信息量多得多,但目前还远未能使机器人视觉具有人类完全一样的功能,一般只把视觉传感器的研制限于完成特殊作业所需要的功能。视觉传感器把光学图像转换为电信号,即把入射到传感器光敏面上按空间分布的光强信息转换为按时序串行输出的电信号——视频信号,而该视频信号能再现入射的光辐射图像。视觉传感器摄取的图像经空间采样和模数转换后变成一个灰度矩阵,送入计算机存储器中,形成数字图像。为了从图像中获得期望的信息,需要利用计算机图像处理系统对数字图像进行各种处理,将得到的控制信号送给各执行机构,从而再现多关节机器人避障过程的控制。传感器的选择取决于准确性、输出、灵敏度、机器视觉系统的成本以及对应用要求的充分理解。多功能多线激光雷达传感器供货公司
由于机器人避障系统具有线性动力学模型,且系统噪声和传感器噪声是高斯分布的白噪声模型,卡尔曼滤波为融合多传感器数据提供一个统计意义下的较优估计。应用到机器人避障系统的多传感器信息处理中,国内外学者经常选用的是联合式卡尔曼滤波法,其基本思想是采用一组并行运行的滤波器模块,每一个模块只处理某一个特定传感器的信息。另外,还采用了一个“主滤波器”对来自所有局部滤波器的信息进行融合。这种结构明显的优势在于:计算量平均分布在各个并行滤波器中,主滤波器的计算负担不大;具备了多种冗余信息,可以通过适当的重构算法设计提供强容错能力。安徽科研传感器压力传感器是使用较为普遍的一种传感器。
传感器信息处理:小波分析法。小波变换的基本思想是用一族小波基函数去表示或逼近——信号,很好地解决了时间和频率分辨力的矛盾,适合于对时变信号进行局部分析。小波变换作为一种新的信号处理方法,近几年,将小波分析应用在机器人避障系统实时采集传感器信号检测分析中,通过对传感器信号的多尺度分解,滤除被测传感器信号中混入的噪声成分,重构真实信号,这样可以有效提高机器人避障系统中采样数据的可靠性,进而可以提高避障系统的控制精度。另外它还有数据压缩功能,对此系统大量的传感信号进行压缩处理可以节省存储空间,提高运算速度。
传感器故障诊断:模糊诊断方法。模糊诊断方法就是以模糊数学为理论基础,依据系统的传感器的模糊状态进行状态识别、推理并作出决策的一种故障诊断方法。模糊故障诊断方法的优点是能够充分利用**经验,考虑了故障状态及**经验的模糊性,使得诊断结果更为合理,同时模糊诊断计算量相对较小,诊断速度快,实时性好,便于在计算机上应用,且准确率也较高。经常被国内外学者应用到机器人避障系统中,进行传感器输出结果的诊断。但模糊故障诊断方法也有其不完善的方面,如隶属函数的选取、各个诊断规则的运用,至今并无同一原则,常依具体问题而定。视觉传感器的主要功能是获取足够的机器视觉系统要处理的非常原始图像。
多传感器的机器人避障系统中,各信息源提供的环境信息都具有一定程度的不确定性。另外,由于传感器数量较多,且多为非线性,要进行很好的全局优化和控制,处理量大。面对离散数据多、关联度大、输入信息不可线性化且要求融合结果可靠性高等特点,传统的数据融合方法(加权平均法、贝叶斯估计法、Dempster-Shafer证据推理方法等)不能很好地满足要求。对于多关节机器人避障系统而言,通常采用卡尔曼滤波法、产生式规则、模糊逻辑人工神经网络法,可以得到关于环境更加可靠、统一、精确的描述,便于判断与决策。视觉传感器主要由一个或者两个图形传感器组成,有时还要配以光投射器及其他辅助设备。安徽科研传感器
视觉传感器技术的实质就是图像处理技术。多功能多线激光雷达传感器供货公司
视觉传感器具有车道线识别、障碍物检测、交通标志和地面标志识别、交通信号灯识别、可行空间检测等功能。(1)车道线识别:车道线是视觉传感器能够感知的非常基本的信息,拥有车道线识别功能,即可实现高速公路的车道保持功能。(2)障碍物检测:障碍物种类很多,如汽车、行人、自行车、动物等,有了障碍物信息,无人驾驶汽车即可完成车道内的跟车行驶。(3)交通标志和地面标志识别:交通标志和地面标志可作为道路特征与高精度地图做匹配后,辅助定位,也可以基于这些感知结果进行地图的更新。(4)交通信号灯识别:交通信号灯状态的感知能力对于城区行驶的无人驾驶汽车十分重要。(5)可通行空间检测:可通行空间表示无人驾驶汽车可以正常行使的区域。多功能多线激光雷达传感器供货公司
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