平衡機器人(balancing robot)又稱自平衡機器人(self-balancing robot),其 典型系統有兩類:腿式平衡機器人(legged balancing robot)和輪式平衡機器人 (wheeled balancing robot)。其中,輪式平衡機器人又分為d輪機器人(single- wheeled robot)和兩輪機器人(two-wheeled robot)。
兩輪平衡機器人(two-wheeled balancing robot),簡稱兩輪機器人,既屬于 結構性仿生機器人系統(robotic system),又屬于原理性仿生機器人系統。結構 上,兩輪機器人模擬人的直立姿態;原理上,兩輪機器人模擬人的平衡技能。
如圖1.1所示,兩輪機器人的機體結構通常包含:
(1)機體(body) 。 置于底盤之上,可裝載各種電子設備,如機載工控機、數字信號處理 器(digital signal processor,DSP)、慣性測量 單 元(inertial measurement unit,IMU) 、GPS 導航定位系統、電子眼等。
(2)底盤(chassis) 。 主要用于安裝或連接機體與輪系,攜帶和固定驅動系統,包括電機 及其伺服機構。
(3)輪系(wheels) 。 由左輪、右輪、輪軸或 傳動機構組成。左輪和右輪通過輪軸或傳動機構安裝在底盤的左右兩側,分別由左電機和右電機驅動。
兩輪機器人的重心一般位于輪系軸線之上,因而形成了內在固有的不穩定 動力學特性。
矩陣傳感器網絡就能夠提供物體形狀的復雜數據,這種信息分析技術叫做形狀識別 ,采用壓電元件的矩陣傳感器,能夠獲得物體作用力形成的映像
微型開關可能是接觸傳感器最經濟和最常用的類型,護物體不受到過大的作用力;隔離式雙態接觸傳感器系統主要由雙穩態開關組成,重復度可達1μm, 分辨度為2 μm
金屬電阻型力覺傳感器測定電阻絲的阻值變化,就可知道物體的形變量,進而求出外作用力;半導體型力覺傳感器的應變系數可達100~200,尺寸小,靈敏度高,因而可靠性很高
由速度測量進行推演,這種方法很難獲得滿意的測量結果;已知質量的物體加速度所產生的力是可以測量的;與被測加速度有關的力可以為電磁力或電動力,把方程式簡化為對電流的測量問題
直流測速發電機它傳送一個正比于受控速度的直接信號。這種傳感 器的選擇是由其線性度(可達0.1%)、磁滯程度、最大可用速度(達3000~8000r/min) 以 及慣量參數決定的
直線移動傳感器有電位計式傳感器和可調變壓器兩種;最常見的位移傳感器是直線式電位計,當負載電阻為無窮大時,電位計的輸出電壓u₂ 與 電 位 計兩段的電阻成比例
機器人工作站內的傳感器主要用于間接提供中間計算結果或直接提供任務程序中任何延期數據值;一個非接觸式傳感器對能量發射裝置所產生的干擾往往是很敏感的
過硬件把相關目標特性轉換為信號;把所獲信號變換為規劃及執行某個機器人功能所需要的信息,包括預處 理和解釋兩個步驟,這種信息可被反饋以修 正和重復該感覺順序,直至得到所需要的信息為止
傳感器遇到特定氣味會產生電阻或者頻率的變化,我們就是將這些變 化捕捉到,并轉化成能夠傳遞的電信號,然后對傳感器陣列傳入的信號進行濾 波、放大和特征提取
部相關聯函數(Head-Related Transfer Function,HRTF)法、時延估計(Time Delay Of Arrival,TDOA) 法、基于最大輸出功率的可控波束形成方法、基于高分辨率譜 估計的定位方法、神經網絡定位方法和基于聲壓幅度比的定位方法等
首先要把話音分割成單詞(或音素),然后進行語法分析,最后辨識出話音的含義,用得最多的是模式匹配方法,如統計模型的隱Markov模型,在大詞匯量的語 音識別上取得了很大的進展
確定識別方法所用的特征;將接收到的話音提取特征矩陣;與事先存儲在系統之內的標準模板中的特征矩陣相比較,計算它們的距離;確定所說的話是什么