机器人概论

机器人概论，介绍了机器人的由来、机器人感知的知识，，喜欢的可以点个赞收藏一下哟~

机器人概论

• 机器人的由来
  • 机器人的概念
    • 机器人的定义
      • ①机器人的运动机构具有类似于人或其他生物体某些器官的功能
      • ②机器人具有通用性工作种类多样运动程序灵活易变
      • ③机器人具有不同程度的智能性如记忆.感知.推理.决策.学习等
      • ④机器人具有独立性完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预
    • 机器人的分类
      • 人工操作机器人
        • 由操作员操作的多自由度装置
      • 固定顺序机器人
        • 按预定的不变方法有步骤的依此执行任务的设备其执行顺序难以修改
      • 可变顺序机器人
        • 同第二类但其顺序易于修改
      • 示教再现机器人
        • 操作员引导机器人手动执行任务记录下这些动作并有机器人以后在线执行即机器人按照记录下的信息重复执行同样的动作
      • 数控机器人
        • 操作员为机器人提供运动程序并不是手动示教执行任务
      • 智能机器人
        • 机器人具有感知外部环境的能力即使其工作环境发生变化也能够成功的完成任务
  • 机器人的发展历程
    • 机器人的起源
      • 世界上第一台机器人于1954年诞生于美国乔治戴沃尔设想了一种可控制的机械手并设计出世界上第一台机器人实验装置
    • 机器人的发展过程
      • 1954年George Devol 开发出第一台可编程机器人
      • 1955年Denavit 与 Hartenberg提出齐次变换矩阵
      • 1961年George Devol的可编程货物运输获得美国专利该专利是Unimate机器人的基础
      • 1962年Unimatatin公司成立出现了最早的工业机器人GM公司安装了第一台Unimation公司的机器人
      • 1967年Unimatation公司推出了Mark II 机器人第一台喷涂机器人出口到日本
      • 1968年第一台智能机器人Shakey在斯坦福机器人研究所诞生
      • 1972年在LBM 公司开发出内部使用的直角坐标机器人最终开发出IBM7565型商用机器人
      • 1978年GM和日本的Fanuc公司签订制造GM Fanuc机器人的协议 Westinghouse兼并Unimation随后一又将他们卖给了瑞士的Staubli公司
      • 1984年机器人学无论是在工业生产还是在学术上都是一门广受欢迎的学科机器人学开始列入教学计划
      • 1990年Cincinnati Milacron公司被瑞士ABB公司兼并许多小型的机器人制造公司也从市场上销声匿迹只有少数主要生产工业机器人的大公司尚存
  • 机器人的发展现状
    • 机器人的主要技术
      • 机械手设计
      • 机器人运动学和动力学
      • 机器人轨迹策划
      • 机器人驱动技术
      • 机器人传感器
      • 机器人视觉
      • 机器人控制
      • 机器人本体结构
      • 机器人智能
    • 机器人的主要应用
      • 机械加载
        • 机器人为其他机械装卸工作
      • 取放操作
        • 机器人抓取零件并将它们放置到其他位置
      • 焊接
        • 机器人与焊接及相应配套装置一起将部件焊接在一起
      • 喷漆
        • 这是一种常见的机器人的应用尤其在汽车工业中
      • 检测
        • 对零部件线路板以及其他类型产品的检测也是机器人比较常见的应用
      • 抽样
        • 在一定量的产品中进行抽样检查
      • 装配操作
        • 装配式机器人的所有工作中最难的一个操作
      • 机械制造
        • 用机器人进行制造包含许多不同的操作
      • 监视
        • 人们曾尝试利用机器人监视任务但是不是很成功
      • 医疗应用
        • 机器人在医疗方面的应用现在也越来越常见
• 机器人感知
  • 机器人的运动感知
    • 机器人运动定位
      • 机器人关节位置和运动传感器也可用作轮式里程计
      • 用于移动机器人姿态测量的惯性测量单元
    • 机器人运动导航
      • 基于外部相机的运动捕捉系统
        • 通过软件控制相机同步趣图可实现对贴有标记的目标的准确定位和跟踪
      • 基于无线信号的USW定位
        • 这是一种基于无线测距实现对运动物体定位的方法
      • 轮式里程计
        • 将码牌用于机械臂的各个关节时可通过测量各关节转角计算手臂末端相对于基座的位置和速度基座可以是静止的也可以是运动的
      • 激光雷达
        • 激光器发射脉冲激光打到周围物体上一部分光波汇丰反射到激光里的接触器上根据测距原理可计算得到从激光雷达打到物体的距离
  • 机器人视觉
    • 主要的机器人视觉传感器
      • 结构光法
        • 结构光投射气象被测物体表面投射特定结构的光信息有摄像头采集图像
      • 飞行时间法
        • 采用雷达激光像观测场地发射光脉冲通过计算光脉冲到发射的场地中物体反射再返回到接收器的飞行时间来确定场景中物体与相机的距离
    • 主要的机器人视觉处理算法
      • 特征提取
        • 在视觉定位导航终将特征较明显的点称为特征点并对其附近土块采用描述子进行向量化表示
      • 特征点匹配
        • 特征点匹配是找到物理世界中同一个三维点再不不同图像中的对应关系
      • 基于视觉的人与机器人交互
        • 基于算法的手势识别
        • 基于模式匹配的手势识别
        • 基于机器学习的方法
      • 视觉定位与建图
        • 根据相机的投影模型建立三维世界中目标的未知三维坐标到图形特点的二维坐标之间的集合关系
  • 机器人语音
    • 主要的机器人语音传感器
      • 声场模型
        • 声波是一种振动波通常由纵波及媒介中质点沿传播方向运动的波
      • 麦克风
        • 麦克风是最基本的声音传感器可接收音波输出音量的振动图像
      • 麦克风阵列
        • 麦克风阵列有一定数目的麦克风按照一定的规律排列组成麦克风阵列朴结构的不同分为均匀线性阵列均匀环形阵列球形阵列无规则阵列
    • 主要的机器人语音处理算法
      • 语音信号的预处理一般包括预加重处理和加工处理由于语音信号受生们鼓励和口鼻辐射的影响800赫兹以上的高频信号幅值会以6/dB倍频程跌落预加重处理的目的是去除口唇辐射的影响增加语音的高频分辨率使信号变得平坦一般通过加入高通滤波器来实现