第4章-機器人感覺信息的處理課件

§4.1傳感器與計算機的接口設計

(InterfaceDesignofSensorandComputer)輸入到計算機的信息必須是計算機能夠處理的數(shù)字量信息。傳感器的輸出形式數(shù)字量：二進制代碼、BCD、脈

(Digital)沖序列等模擬量：經(jīng)過信號放大、采樣、保

(Analog)持、模擬多路開關、A/D

轉(zhuǎn)換，通過I/O接口輸人計算機。一、輸入放大器(InputAmplifier)對不同幅值信號進行幅值交換，對于超過限額的電壓加以衰減，對于太小的幅值，則加以放大，避免影響采樣精度。二、V/I、I/V轉(zhuǎn)換電路(V/IandI/VTransformCircuit)

0~10V:便于與A/D轉(zhuǎn)換器接口

4~10mA(4~20mA):差動流量變送器、溫度變送器、壓力變送器等當轉(zhuǎn)換器輸出信號需要遠距離傳輸時，必須變成電流信號三、采樣/保持電路如果直接將模擬量送入A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，則應考慮到任何一種A／D

轉(zhuǎn)換器都需要有一定的時間來完成量化及編碼的操作。在轉(zhuǎn)換過程中，如果摸擬量產(chǎn)生變化，將直接影響轉(zhuǎn)換精度。特別是在同步系統(tǒng)中，幾個并聯(lián)的參量均需取自同一瞬時，而各參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換又共享一個芯片，所得到的幾個里就不是同一時刻的值，無法進行計算和比較。所以要求輸人到A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量在整個轉(zhuǎn)換過程中保持不變，但轉(zhuǎn)換之后，又要求

A/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號能夠跟隨摸擬量變化，能夠完成上述任務的器件稱做采樣/保持器（Sample/Hole）

S/H的兩種工作方式：采樣、保持

四、模擬多路開關模擬多路開關的作用是分別或依次把各傳感器輸出的模擬量與A/D接通，以便進行A/D轉(zhuǎn)換。多路開關是用來切換模擬電壓信號的關鍵器件，為了提高參數(shù)的測量精度，對其要求是：

輸入輸出多通道控制輸入端(包括禁止輸入端)

導通電阻小;

開路電阻大;

交叉干擾小;

速度快?！?.2機器人圖像處理

(ImageProcessing)一、預處理(Preprocessing)預處理是圖像處理的第一階段。除去輸入圖像中所含的噪聲或畸變，并變換成易于觀察的圖像。圖像由網(wǎng)格狀配置的具有灰度信息的像素組成，灰度信息用明亮度或灰度表示。二值處理：黑白圖像(二值圖像)

為了使圖像中的對象物體從背景中分離出來。最一般方法：規(guī)定某一閾值，像素的灰度值大于閾值時交換為1(黑)，小于閾值時交換為0(白)。動態(tài)閾值法：對各部分用不同的閾值進行二值化濾波空間平均：可以減小與信號沒有想關的疊加性隨機噪聲的功率。方法：是用平滑濾波器對周圍n×n領域內(nèi)像素取平均值以抑制噪聲的影響。但是平滑過程使圖像也變模糊了。尤其是由于邊緣的模糊化產(chǎn)生了圖像品質(zhì)下降的問題。二、特征提取邊緣：灰度變化大的部分，是區(qū)分對象物與背景的邊界，是識別物體的形狀或理解三維圖像的重要信息。要抽取邊緣，需對圖像進行空間微分運算。邊緣亮度：L=

Dx,Dy分別是x微分和y微分分割：將圖像按其灰度、顏色、紋理等分割成均勻的區(qū)域鏈碼：圖形輪廓能夠用鏈碼表示，即逐個像素追蹤。進行一階微分，得到相當于曲率的量，對此再在標度空間進行解析，就能抽取出圖形特征部分三、匹配和識別方法將圖像原封不動地進行比較首先描述圖像中對象物的特征，再在特征空間中進行比較差值絕對值之和：

四、三維視覺的分析主動傳感器：(人和大多數(shù)動物)裝置復雜，但能可靠地測得三維信息被動傳感器：(蝙蝠)處理復雜，但結構簡單，能在一般環(huán)境中檢測1、單目視覺如果已知對象的形狀和性質(zhì)，或作某些假定，便能夠從圖像的二維特征推導出三維信息。2、雙目視覺三角測量原理距離z=2af/d§4.3機器人的語音識別

(VoiceRecognition)一、語音合成

1、語音對話系統(tǒng)

2、語音合成方式語音合成指通過機械設備用人工方法制造語音。錄音編輯方式：預先將人發(fā)出的語音以電信號的形式記錄下來。