历史上的今天
返回首页

历史上的今天

今天是:2025年01月18日(星期六)

正在发生

2020年01月18日 | 机器人通过什么技术来感知外部世界

2020-01-18 来源:SLAMTEC

(文章来源:SLAMC)

人类因有眼睛、鼻子、耳朵等感觉器官,而获得了视觉、听觉、味觉、嗅觉等不同的外部感觉,机器人也因有而看见、听见这个世界。

根据检测对象的不同,机器人用传感器可分为内部传感器和外部传感器。内部传感器主要用来检测机器人各内部系统的状况,如各关节的位置、速度、加速度温度、速度、电机载荷、电压等,并将所测得的信息作为反馈信息送至控制器,形成闭环控制。

而外部传感器是用来获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,是机器人与周围交互工作的信息通道,用来执行视觉、接近觉、触觉、力觉等传感器,比如距离、声音、光线等。那么帮助机器人行走的传感器为何物?它又是如何辅助机器人实现自主行走的?

在实现机器人行走的过程中,会涉及到视觉、超声波、等传感器,雷达凭借激光良好的指向性和高度聚焦性,已经成为移动机器人的核心传感器,同时,它也是目前最稳定、可靠定位技术。激光雷达主要是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。从工作原理上讲,与微波雷达没有根本的区别:向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对目标进行探测、跟踪和识别。

仅依靠激光雷达,机器人就能自己走了?当然,仅仅依靠激光雷达,机器人还是无法实现自主行走的,对于移动机器人来说,激光雷达相当于它的“眼睛”,通过不停对外部环境进行扫描来获取二维空间的点阵数据,但这并不能直接被移动机器人使用。机器人想要在完全陌生的环境中(没有预先录入地图的情况下)实现智能导航,显然不是那么简单。

对于机器人的研发一直以来都是借鉴人类本身,我们可以通过眼睛看到周围的环境,如果想要去另一个地方,需要快速判断最佳路径,同时避开障碍物,才能顺利到达目的地。在人类的身体结构中,小脑占整个脑部神经元的50%,而它的主要作用就是为了帮助人类实现行走。所以在机器人的整体结构中,也需要用到这样的“小脑”。一个帮助机器人控制运动的核心中枢,思岚科技的 SLAMWARE 便充当了机器人的“小脑”,可以打包解决机器人构建地图、路径规划与自动避障这些问题。

硬币大小的SLAMWARE是一款的机器人自主定位导航系统,内置基于激光雷达的同步定位与建图 (SLAM) 及配套的路径规划功能。尺寸这么小,原因就在于它的高度集成性,方便用户快速整合。其内置的先进算法可以快速处理各类传感器获取的环境信息,对室内的环境进行高速且动态的扫描,并在未知环境中实时提供定位,提供最高达2cm分辨率的环境地图且不存在误差累加问题,不需要预先探明地图,更不需要预先录入地图。同时,采用D*动态即时路径规划算法,可以自动搜索前往目标的最短路径并控制机器人行动。

传感器犹如人类的感知器官,是机器人感知世界的重要媒介,而充当机器人“眼睛”的传感器——激光雷达,可帮助机器人实现对周围环境的全方位扫描测距检测,以获得周围环境的轮廓图,帮助机器人实现精确、快速建图。结合控制机器人运动的“小脑”,解决构建地图、路径规划与自动避障等问题,机器人便可实现自主行走。
      (责任编辑:fqj)

推荐阅读

史海拾趣

General Dynamics SATCOM Technologies公司的发展小趣事

对于集成电路控制方式的恒水压自动控制电路,网友可能会提出多个问题,以下是一些常见问题及其回答:

1. 恒水压自动控制电路的基本工作原理是什么?

回答
恒水压自动控制电路主要利用集成电路(如单片机、微处理器等)对水压进行实时监测与控制。其基本工作原理是通过压力传感器采集水系统中的水压信号,将模拟信号转换为数字信号后送入微处理器进行处理。微处理器根据预设的水压值与实际水压值进行比较,通过控制水泵电机或其他执行机构的启停或转速来调节水流量,从而实现水压的恒定控制。

2. 如何实现精确的水压控制?

回答
实现精确的水压控制需要依赖于高精度的压力传感器和先进的控制算法。首先,选择具有高精度和良好稳定性的压力传感器是关键。其次,在控制算法上,常采用PID(比例-积分-微分)控制算法,通过不断调整比例、积分和微分系数来优化控制效果,使系统能够快速响应水压变化并保持稳定。此外,还可以引入模糊控制、神经网络控制等先进算法,以进一步提高控制系统的智能化水平和控制精度。

3. 恒水压自动控制电路中的集成电路如何选择?

回答
在选择集成电路时,需要考虑多个因素,包括控制精度、处理能力、成本、功耗以及是否易于编程等。对于恒水压自动控制电路来说,单片机或ARM等微处理器是常见的选择。这些微处理器具有较高的集成度和较强的数据处理能力,能够满足实时控制和复杂算法的需求。同时,还需要考虑其外部接口和扩展性,以便与压力传感器、电机驱动器等其他元件进行连接和通信。

4. 如何解决电路中的噪声和干扰问题?

回答
在恒水压自动控制电路中,噪声和干扰可能会影响压力传感器的测量精度和控制系统的稳定性。为了解决这些问题,可以采取以下措施:

  • 在电路设计阶段,采用合理的布局和布线方式,减少信号线之间的串扰和耦合。
  • 使用屏蔽线和滤波器来抑制高频噪声和电磁干扰。
  • 对模拟信号进行滤波处理,提高信号的信噪比。
  • 在软件层面,采用数字滤波算法进一步滤除噪声干扰。

5. 如何实现远程监控和故障诊断?

回答
为了实现恒水压自动控制电路的远程监控和故障诊断,可以将控制系统与物联网技术相结合。通过在控制系统中集成无线通信模块(如Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等),将实时水压数据、运行状态等信息传输到云端服务器或远程监控中心。同时,可以通过手机APP、网页等客户端远程查看和控制系统状态,及时发现并处理故障问题。此外,还可以利用大数据分析技术对历史数据进行挖掘和分析,为系统的优化和维护提供数据支持。

以上是对集成电路控制方式的恒水压自动控制电路可能遇到的问题及其回答的总结。希望这些信息能够对网友有所帮助。

Geo Semiconductor Inc公司的发展小趣事
针对CPU等发热量大的元件,增加散热片、风扇等散热措施,确保元件在正常工作温度范围内运行。
Anadigm公司的发展小趣事
通过智能化控制策略,实现生产流程的优化调度和资源配置,提高整体生产效率。
GeneSiC Semiconductor公司的发展小趣事
采用更先进的微处理器或PLC(可编程逻辑控制器)作为控制核心,以提高控制精度和响应速度。
Advanced Monolythic Ceramics公司的发展小趣事
采用更先进的微处理器或PLC(可编程逻辑控制器)作为控制核心,以提高控制精度和响应速度。
辉芒微(FMD)公司的发展小趣事

辉芒微(FMD)成立于2005年6月,作为一家新兴的芯片设计企业,其成立之初便专注于EEPROM(电可擦除可编程只读存储芯片)的研发与生产。在成立的同一年,辉芒微便成功实现了EEPROM芯片的量产销售,这一里程碑式的成就为公司后续的快速发展奠定了坚实的基础。随着技术的不断积累和市场的持续拓展,辉芒微在集成电路设计领域逐渐崭露头角。

问答坊 | AI 解惑

指针不完全手册

1、 指针与变量 定义一个变量,再定义一个指向该变量类型的指针,把该变量的地址赋给此指针,然后通过此指针访问该变量,教科书上都是这样说的,但恐怕没有人这样用,因为还不如直接访问变量名直截了当。问题是为什么这两种方法都可以访问那个特 ...…

查看全部问答>

ccd

我需要测光点大小,想要ccd采集,单片机处理,有哥们玩过没,指点下。。。。…

查看全部问答>

如何定制支持MFC的SDK

现在想把原来在WINCE5.0开发的MFC程序移植到WINCE6.0上面, 但一直不能成功.特来请教下: 我现在的环境是VS2005+WINCE6.0  之前在网上找了下, 说是WINCE6.0默认是不支持MFC的.要手动添加几个DLL文件. 现在我也把 MFC80ENU.DLL加进去了, ...…

查看全部问答>

不能编译DriverStudio3.2库的问题

我使用的是vs2005 DriverStudio3.2 XPDDK编译DriverStudio库文件时出现这样的问题如下: C:\\PROGRA~1\\COMPUW~1\\DRIVER~1\\DRIVER~4\\source>call C:\\WINDDK\\2600\\bin\\setenv.bat C:\\WINDDK\\2600 chk   C:\\PROGRA~1\\COMPUW~1 ...…

查看全部问答>

麻烦高手看下编写的AT89C52对TLC1543取样的程序

;-------------------1543对应的管脚接线方式----------------------- ;1543AT89C52 ;EOCP1.5 ;I/O CLOCKP1.6 ;ADDRESSP1.7 ;DATAOUTP3.0 ;CSP3.1 ;=========================================== ...…

查看全部问答>

blob源码中configure.in的问题

case \"$board_name\" in     assabet)         board_name=\"Intel Assabet\"         AC_DEFINE(ASSABET)                      ...…

查看全部问答>

基于蓝牙应用的嵌入式开发板选型问题

想做个基于蓝牙应用的嵌入式项目,想法是 开发板+单独蓝牙模块,操作系统用linux,因为对硬件不熟悉,不知道选择那个平台的什么型号的开发板,恳请赐教,谢谢~~~…

查看全部问答>

LM3s8962体验之二----------- Keil µVision 4 目标工具选项详解

一、目标工具选项(Target Options …) µVision可以设置目标硬件的选项。通过下图1中的工具栏2区域按钮或1区域菜单项Project -> Options for Target打开Options for Target对话框。         & ...…

查看全部问答>

手机万能充

当接入电源后,通过整流二极管VD1、R1给开关管Q1提供启动电流,使Q1开始导通,其集电极电流Ic在L1中线性增长,在L2中感应出使Q1基极为正,发射极为负的正反 馈电压,使Q1很快饱和。与此同时,感应电压给C1充电,随着C1充电电压的增高,Q1基极电位逐 ...…

查看全部问答>

请问Freescale MPC8377VRALG 的架构和CPU类型是什么?

我用的芯片是Freescale MPC8377VRALG,现在想用crosstool-ng编用在这块芯片上的交叉编译工具链。在crosstool-ng menuconfig配置中“Target options”下有几项不知道填写什么,请大家提供帮助。谢谢! Target options  --->   &nbs ...…

查看全部问答>