手眼式移动小车设计开题报告(4)

目前移动机人的多传感器融合技术的研究方法主要有:加权平均法,卡尔曼滤波,贝叶斯估计,DS证据理论推理,产生规则,模糊逻辑,人工神经网络等。


目前移动机人的多传感器融合技术的研究方法主要有:加权平均法,卡尔曼滤波,贝叶斯估计,DS证据理论推理,产生规则,模糊逻辑,人工神经网络等。

3.4充电系统

此外,解决移动机器人的能源供给也是一个重要的问题。移动机器人要实现自如的移动必然无法拖着电线到处走,因此就需要蓄电池供电,而在低电量的时候能够自行前往充电区域,开始充电,监测电池状态,充电完成,脱离充电区域继续进入工作区域完成之前的工作,整个过程实现自动化、智能,也是一个较为关键的技术。而一个机器人想要实现智能自动充电要具备以下能力:1.监测电量是否低于调定值;2.如使用接触式充电则要能够对准对接口,并且保证稳固的对接;3.在执行动作中突然电量低于调定值,对当前动作的暂停或是改变动作的处理与前往充电区域的导航,充电完成之后继续之前的动作行为。充电的方式分为接触式充电和非接触式充电,接触式充电稳定可靠效率高,比较成熟,非接触充电固然优秀便捷,潜力前景很好,但会有大量的能量损耗,在长时间使用的工业环境下成本会比较高。

四、 方案论证

4.1视觉传感器方案

视觉传感器不是一个独立工作的机器设备,它常常被安装在各种其他机器上以发挥作用,它的主要作用就是收集各类视觉信息,再将这些信息传输给需要它的机器设备,视觉传感器通常由一个到多个图形传感器组成,这些图形传感器通力合作来保证视觉传感器完成工作。我们可以提前设置视觉传感器应该获取什么样的图像,视觉传感器在获取图像后就会将图像与设置要求进行对比,满足要求的保存下来,不满足要求的图像就会被忽略,视觉传感器的图像清晰度也是以像素来衡量的,目前,视觉传感器的像素能够达到130万,因此,无论距离多远,它都能获取清晰的图像。视觉传感器具有成本低廉、使用简单的优点,因此它的应用领域十分广泛,包括分检、检测、计量、测量、定向等多个领域,在节省劳动力,提高工作效率上面发挥巨大作用。

4.1.1二维视觉传感器

二维视觉传感器主要就是一个摄像头,它可以完成物体运动的检测以及定位等功能,二维视觉传感器已经出现了很长时间,许多智能相机可以配合协调工业机器人的行动路线,根据接收到的信息对机器人的行为进行调整。

4.1.2三维视觉传感器

三维视觉传感器具有广泛的用途,比如智能手机、数码相机、机器人视觉导航、汽车安全系统、虚拟现实、工业检测等等。三维视觉传感器的研究主要集中在基于CCD或者CMOS图像传感器的图像处理与显示的研究。其工作原理类似人眼的成像原理。人眼水平分开在两个不同的位置上,当人眼在观察一个三维物体的时候,两只眼睛观察的物体虽然大体相同,但依然存在着一些差别。而两眼捕捉到的图像经由大脑处理,使人能够感受到一个三维世界的深度变化。即利用了两眼的视觉相差和光学折射原理形成三维图像。虽然CCD的使用最为广泛,长期以来都在市场上占有主导地位。灵敏度高,但响应速度较低。而CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。不像由二级管组成的CCD,CMOS电路几乎没有静态电量消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右

故本设计选用三维CMOS图像传感器作为视觉传感器,其具有响应速度快、动态范围高、具有焦距判断等优点。

4.2夹取机械臂方案

本设计要求机械手能实现对2kg以内的物体进行夹取,移动。为了满足设计要求,首先要考虑机械手的自由度。在三维空间描述一个物体的位姿需要六个自由度,机械手的自由度是根据用途而设计的,即存在可能小于也可能大于6个自由度的情况。故综合考虑后,本设计的机械臂具有5个自由度:1.肩的曲摆,2.大臂的曲摆,3.小臂的曲摆,4.小臂的旋转,5.手爪的开合。