多傳感器在簡易機(jī)器人中的應(yīng)用

蘆芳

摘要：作為簡易機(jī)器人制作中的重要零部件，多傳感器對(duì)提高整體設(shè)計(jì)水平、完善內(nèi)部的組織框架起到了關(guān)鍵作用。本文結(jié)合簡易機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求，對(duì)多傳感器的應(yīng)用進(jìn)行了一番探究。

關(guān)鍵詞：多傳感器 簡易機(jī)器人 應(yīng)用

一、多傳感器的融合原理

在設(shè)計(jì)簡易機(jī)器人的過程中，多傳感器扮演著重要的角色。其中，多傳感器的具體應(yīng)用過程與人腦處理信息的過程十分相似。多傳感器可以實(shí)現(xiàn)信息的充分利用及配置，以此來有效地觀測整個(gè)信息的使用。多傳感器之間的融合可以整合各種冗余信息，從而保障準(zhǔn)確描述及解釋觀測環(huán)境。多傳感器可以是同源的，也可以是不同源的，不同形式的傳感器通過融合，可營造良好的立體視覺，并以超聲波的形式獲得準(zhǔn)確的三維坐標(biāo)。

在設(shè)計(jì)簡易機(jī)器人的過程中，多傳感器的融合發(fā)揮著重要的作用，如情況評(píng)估、預(yù)測、跟蹤與識(shí)別、目標(biāo)探測及數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)合實(shí)踐調(diào)查，筆者可以看出，多傳感器的融合能夠提高簡易機(jī)器人整體運(yùn)作系統(tǒng)抵御外部干擾的能力，保障機(jī)器人能夠結(jié)合外部環(huán)境的變化做出相應(yīng)的動(dòng)作，從整體上提高機(jī)器人的智能性和自動(dòng)性，不斷擴(kuò)大簡易機(jī)器人內(nèi)部運(yùn)作裝置自動(dòng)化版塊在時(shí)間和空間的覆蓋范圍，并保障可信度的提升，避免各種信息的模糊性及不確定性。

二、多傳感器融合的層次與結(jié)構(gòu)

多傳感器融合包括不同的層次，如威脅層、態(tài)勢層、屬性層、位置層、檢測層。從目前來看，實(shí)際的融合主要包括目標(biāo)識(shí)別級(jí)融合、位置級(jí)融合、檢測級(jí)融合及威脅評(píng)估、態(tài)勢評(píng)估級(jí)別的融合。

在設(shè)計(jì)簡易機(jī)器人時(shí)，我們必須立足實(shí)際情況，結(jié)合不同傳感器融合的具體內(nèi)容，選擇不同的融合層次及結(jié)構(gòu)。只有這樣，才能夠充分發(fā)揮多傳感器的作用和價(jià)值。在簡易機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程中，需要結(jié)合多傳感器的具體融合層次，所以我們應(yīng)了解不同級(jí)別的融合內(nèi)容和形式，根據(jù)機(jī)器人的內(nèi)部層次、操作結(jié)構(gòu)及自動(dòng)化要求，選擇匹配度最高的多傳感器融合層次和結(jié)構(gòu)。

三、多傳感器融合的算法

多傳感器的融合方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊集合理論法、卡爾曼濾波法及貝葉斯公式算法，不同多傳感器融合的算法所發(fā)揮的作用有所區(qū)別。簡易機(jī)器人的內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)較為簡單，我們可以采取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行深入分析。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的處理能力、容錯(cuò)能力較強(qiáng)，其能結(jié)合簡易機(jī)器人應(yīng)用的實(shí)質(zhì)情況選擇內(nèi)部運(yùn)作模式，這一點(diǎn)對(duì)于提高整個(gè)簡易機(jī)器人的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)起著關(guān)鍵的作用。因此，在設(shè)計(jì)簡易機(jī)器人之前，我們需要了解機(jī)器人內(nèi)部設(shè)置對(duì)融合算法的相關(guān)要求，因?yàn)槊恳环N融合算法的要求、內(nèi)容和形式差異較大，在機(jī)器人設(shè)計(jì)中的具體作用及應(yīng)用要求也有所區(qū)別，所以在前期，我們需要了解每一種算法與機(jī)器人設(shè)計(jì)之間的匹配值，以充分發(fā)揮不同融合算法的作用。

四、機(jī)器人的控制系統(tǒng)框架

多傳感器信息融合系統(tǒng)可以用來獲得相關(guān)的空間三維坐標(biāo)，體現(xiàn)簡易機(jī)器人的智能設(shè)計(jì)要求，并加強(qiáng)整個(gè)智能機(jī)器人的自主行為。作為整個(gè)控制系統(tǒng)框架中的基礎(chǔ)組成部分，工業(yè)控制微機(jī)以加強(qiáng)機(jī)器人運(yùn)行控制為基礎(chǔ)，遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過集線器及網(wǎng)卡的形式來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人內(nèi)部控制器的數(shù)據(jù)交換，通過仿真模擬對(duì)機(jī)器人的具體行為進(jìn)行有效的監(jiān)測。

五、結(jié)語

作為簡易機(jī)器人設(shè)計(jì)中的重要元器件，多傳感器的應(yīng)用對(duì)提高簡易機(jī)器人整個(gè)設(shè)計(jì)水平起到了關(guān)鍵的作用，技術(shù)人員需要立足于多傳感器的具體內(nèi)容及形式進(jìn)行深入分析，積極實(shí)現(xiàn)多傳感器與簡易機(jī)器人設(shè)計(jì)之間的緊密結(jié)合，從而為簡易機(jī)器人增加更多的功能，使之更好地服務(wù)人類，為人類排憂解難，做出更大的貢獻(xiàn)。

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（作者單位：遼寧省撫順市新賓滿族自治縣高級(jí)中學(xué)）