觸覺感知依靠接觸產(chǎn)生的信息來理解物體與交互狀態(tài),典型傳感器包括腕部六維力/力矩傳感器、觸覺陣列與電子皮膚、加速度/振動傳感器以及光學(xué)觸覺傳感器等。
力/力矩傳感器對整體載荷變化敏感,常用于力控、阻抗控制與安全監(jiān)測;觸覺陣列提供壓力或剪切力的空間分布,可推斷接觸斑塊形狀、接觸位置與支撐關(guān)系;振動與
加速度信號對滑移與材質(zhì)紋理敏感,適合做早期滑移預(yù)警與粗糙度判別;光學(xué)觸覺通
過成像重建接觸幾何,能夠輸出更細(xì)的接觸輪廓與局部形變信息,適用于插接、擰緊
等精細(xì)操作。觸覺在操作任務(wù)中承擔(dān)兩類功能:一類是狀態(tài)判別,例如是否發(fā)生接觸、
是否卡阻、是否超過安全閾值;另一類是屬性估計,例如硬度、摩擦、粗糙度與局部
幾何;茩z測是常見應(yīng)用,通常結(jié)合剪切/法向力關(guān)系、接觸斑塊形狀變化與高頻
振動譜特征進(jìn)行判斷,并以滑移概率或方向強(qiáng)度作為輸出,觸發(fā)夾持力調(diào)整或策略切
換。由于觸覺依賴接觸,覆蓋范圍有限且受安裝、封裝與漂移影響,實際系統(tǒng)多采用
觸覺與視覺協(xié)同:視覺提供目標(biāo)定位與全局幾何,觸覺提供接觸細(xì)節(jié)與力學(xué)反饋,從
而在遮擋、反光或視覺不穩(wěn)定的階段仍能維持操作閉環(huán)。
在動態(tài)環(huán)境下,可以采用基于傳感信息融合的在線 滾動路徑規(guī)劃的方法。該方法是一種實時路徑規(guī)劃方法,使用滾動規(guī)劃的策略來解決動態(tài)環(huán)境下仿人機(jī)器人路徑規(guī)劃問題
局部路徑規(guī)劃指的是機(jī)器人在全局信息位置的情況下,依靠傳感器信息進(jìn)行的局部路徑規(guī)劃;機(jī)器人的全局路徑規(guī)劃方法可以分為可視圖法,結(jié)構(gòu)空間法,柵格法,拓?fù)浞?隨機(jī)路徑規(guī)劃法等
仿人機(jī)器人在3D空間的上下樓梯、跨越臺階和使用手臂一起進(jìn)行全身運(yùn)動規(guī)劃的跑步、翻滾、爬行、守門、起立、跳舞以 及跟目標(biāo)物體接觸的踢球、開門、搬運(yùn)東西等一系列運(yùn)動
基于拓?fù)涞貓D的同時定位與地圖生成方法創(chuàng)建的GVG 拓?fù)涞貓D。圖中線的交點為拓?fù)涔?jié)點,代表特定地點。節(jié)點之間的連線代表連通的路徑;GVG 對于環(huán)境的局部改變比較敏感,增加一個障礙物可能導(dǎo)致若干節(jié)點的產(chǎn)生
SIFT特征具有更強(qiáng)的魯棒性,在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)過程中不受環(huán)境光照變化、環(huán)境局部改變、特征部分遮擋以及機(jī)器人觀察視角的影響;從地圖創(chuàng)建還是從實際應(yīng)用的角度來說,vSLAM在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)上的可操作性要優(yōu)于FastSLAM
FastSLAM 將 SLAM分解為機(jī)器人定位和特征標(biāo)志的位置估計兩個過程;通過采用粒子濾波器估計機(jī)器人的位姿,可以很好地表示機(jī)器人的非線性、非高斯運(yùn)動模型
既具有拓?fù)涞貓D的高效性,又具有度量地圖的一致性和精確性;一般采用分層結(jié)構(gòu):首先利用上層的拓?fù)涞貓D實現(xiàn)粗略的全局路徑規(guī)劃,然后利用底層的度量地圖實現(xiàn)精確的定位并優(yōu)化生成的路徑
拓?fù)鋱D不必精確表示不同節(jié)點間的地理位置關(guān)系,當(dāng)機(jī)器人離開一個節(jié)點時,機(jī)器人只需知道它正在哪一條邊上行走也就夠了,通常應(yīng)用里程計就可實現(xiàn)機(jī)器人的定位
對移動機(jī)器人來說,可以度量機(jī)器人到墻或門的距離等。因此,度量地圖應(yīng)用于需要準(zhǔn)確度量信息的場合,如準(zhǔn)確的自定位和優(yōu)化 的路徑規(guī)劃,分成兩種:柵格地圖和幾何地圖
一個模型可以是對現(xiàn)實當(dāng)中某個系統(tǒng)的想象表示,所以建模的過程始終都與形式有關(guān)系;對模型與模型之間的關(guān)系和相互影響進(jìn)行全面的統(tǒng)籌和分析,選擇出那些最 為適合的要素
機(jī)器人的控制主要包括操作器控制、行走控制和多機(jī)器人系統(tǒng)控制等方面; 多關(guān)節(jié)操作器控制包括運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)控制、力及柔順控制、遙控機(jī)械手的主從控制等
機(jī)器人的電位器式位移傳感器分為直線型和旋轉(zhuǎn)型兩大類;輸出信號的范圍可以選擇;具有信息保持功能;性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、精度高;電位器的可靠性和壽命受到影響