機器人感知系統設計及應用

機器人根據完成任務的不同，配置的傳感器類型和規格也不同。
本書在系統闡述現代機器人常用的各類內部傳感器和外部傳感器的原理與應用的基礎上，
重點介紹了機器人視覺系統、導航系統，移動機器人傳感系統，焊接機器人傳感系統的設計方法。
針對機器人所處環境的不同，詳細講解了每種機器人傳感器配置的類型、測量信息、位置及數量等內容。
在具體的應用中，詳細闡述了智能機器人對傳感配件的要求，
如：傳感器的精度問題、傳感器抗干擾能力、傳感器安裝問題等。
本書可供從事機器人設計與製造相關工作的技術人員使用，
也可供高校機電一體化、自動化和電氣專業的師生學習參考。
 

第1章機器人與傳感器001
1.1機器人系統的構成001
1.2機器人的感覺002
1.3機器人傳感器及其分類003
1.4多傳感器的信息融合006
1.5機器人傳感器參數及性能指標007
1.5.1機器人傳感器的參數007
1.5.2機器人傳感器常用參數的性能指標007

第2章機器人內部傳感器010
2.1位置檢測傳感器010
2.1.1限位開關011
2.1.2光電開關012
2.1.3電位計式傳感器014
2.1.4編碼器015
2.2速度和加速度傳感器021
2.2.1測速發電機021
2.2.2加速度傳感器022
2.2.3陀螺儀027

第3章機器人外部傳感器036
3.1機器人觸覺傳感器036
3.1.1觸覺傳感器概述036
3.1.2接觸覺傳感器039
3.1.3力覺傳感器045
3.1.4壓覺傳感器053
3.1.5滑覺傳感器055
3.1.6觸覺傳感器的信號檢出與重構058
3.2機器人接近覺傳感器063
3.2.1感應式接近覺傳感器064
3.2.2紅外接近覺傳感器067
3.2.3超聲波接近覺傳感器068
3.2.4激光接近覺傳感器070
3.3其他外傳感器071
3.3.1機器人聽覺傳感器071
3.3.2機器人味覺傳感器074
3.3.3機器人嗅覺傳感器078

第4章機器人視覺系統081
4.1機器人視覺概述081
4.1.1機器視覺基本理論085
4.1.2成像幾何基礎086
4.2圖像的獲取和處理技術090
4.2.1視覺模型090
4.2.2圖像預處理技術095
4.2.3視覺圖像特徵提取098
4.3機器人的視覺101
4.3.1立體視覺101
4.3.2三維形狀信息恢復108
4.3.3智能視覺感知111
4.4視覺跟踪系統114
4.4.1視覺跟踪系統構成114
4.4.2視覺跟踪方法115

第5章機器人導航系統117
5.1慣性導航系統常用傳感器117
5.1.1高度傳感器117
5.1.2深度傳感器120
5.1.3多普勒計程儀122
5.1.4里程計124
5.2慣性導航系統125
5.2.1平台式慣性導航系統125
5.2.2捷聯式慣性導航133
5.3衛星導航系統140
5.3.1GPS 140
5.3.2GLONASS 142
5.3.3GALILEO 144
5.3.4北斗衛星導航系統145
5.4水聲定位系統146
5.4.1聲吶傳感系統146
5.4.2長基線定位152
5.4.3短基線定位155
5.4.4超短基線定位156
5.5視覺導航系統157
5.5.1SLAM 158
5.5.2VSLAM 162

第6章移動機器人傳感系統166
6.1BigDog(BigDog四足)機器人166
6.1.1BigDog機器人系統的組成167
6.1.2BigDog傳感系統168
6.2Robonaut機器人171
6.2.1Robonaut機器人系統組成171
6.2.2Robonaut機器人傳感系統172
6.3自主移動機器人(AMR) 176
6.3.1AMR定義與類別177
6.3.2AMR的傳感系統178

第7章機器人焊接過程傳感系統181
7.1認識焊接機器人181
7.1.1焊接機器人的分類181
7.1.2焊接機器人的優勢184
7.2點焊機器人184
7.2.1點焊機器人的組成184
7.2.2點焊機器人的性能要求184
7.2.3點焊機器人的技術特點184
7.3弧焊機器人185
7.3.1弧焊機器人的組成185
7.3.2適合弧焊機器人的焊接方法185
7.4焊接機器人的傳感系統185
7.4.1電弧傳感系統185
7.4.2超聲波傳感跟踪系統187
7.4.3視覺傳感跟踪系統189
7.5焊接機器人技術未來發展趨勢191
參考文獻193