機(jī)器人的視覺系統(tǒng)分為幾類
首先明確一點(diǎn),那就是根據(jù)機(jī)器人的定義,所謂機(jī)器人,在外形上未必是人的形狀;
機(jī)器人的視覺系統(tǒng),根據(jù)不同的機(jī)器人,或者說根據(jù)應(yīng)用場合的不同,可以有不同的選擇;而且如果選擇得當(dāng),甚至可以超過人類的視覺系統(tǒng)?傮w來說,大致從以下幾個(gè)方面考慮或選用。
①可見光傳感器,可以模擬人類的視覺觀感。至于模擬得達(dá)到?jīng)]達(dá)到、或者超過沒超過人類的視覺水平,就要靠傳感器的性能,以及設(shè)計(jì)制造者運(yùn)用傳感器的水平不來決定了,不是有句話嘛“各村的地道都有許多高招”。不過,對(duì)于可見光不同顏色的靈敏度,或者用學(xué)術(shù)語言描述就是對(duì)不同頻率電磁波的敏感程度,未必與人類的視覺系統(tǒng)完全吻合,這主要取決于可見光傳感器與人類視覺系統(tǒng)的擬合程度,與探頭有關(guān),也與探頭后面的處理電路有關(guān)。
③超聲波傳感器因?yàn)樵谄嚴(yán)走_(dá)中的應(yīng)用,已廣為人知。它是首先由傳感器發(fā)射超聲波,超聲波遇到障礙物(人或物)的界面時(shí),被反射回來,并被傳感器接收;將從發(fā)射到接收所經(jīng)歷的時(shí)間,乘以超聲波在空氣中的傳播速度每秒鐘大約340米,就是超聲波往返的路程,該路程的一半就是傳感器到物體的距離。根據(jù)同一物體的不同部位到傳感器距離的不同,即可構(gòu)成物體的形狀輪廓。超聲波傳感器不要求被測對(duì)象在人的視覺可及之處,但必須是超聲波可及之處,我們檢查身體時(shí)所用的B超探測儀就是一個(gè)明顯的例子。
④動(dòng)感傳感器,所使用的基礎(chǔ)傳感器可以是紅外傳感器,也可以是超聲波傳感器,關(guān)鍵在于基礎(chǔ)傳感器后面的處理電路,只有當(dāng)處理電路發(fā)現(xiàn)傳感器接收到的圖像信息發(fā)生了變化的一瞬息,傳感器才會(huì)被觸發(fā)。常用于防盜報(bào)警器中。
⑤雷達(dá)的原理與超聲波傳感器有點(diǎn)像;只不過超聲波傳感器的感知媒介是超聲波,而雷達(dá)的感知媒介是電磁波。電磁波在大氣中的傳播速度大約是超聲波速度的1百萬倍,達(dá)到每秒鐘3億米。雷達(dá)的“視覺”距離可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類的視覺范圍,因此雷達(dá)又被人稱為“千里眼”,可用于軍事、氣象等遙感遙測領(lǐng)域。
⑥金屬探測器(傳感器)的核心感知部位,也就是其探頭,是內(nèi)部流動(dòng)著交變電流的線圈。當(dāng)該探頭接近金屬物體時(shí),不管這個(gè)金屬物體用眼睛看得到還是看不到,金屬中都會(huì)感應(yīng)出電渦流,使得線圈中的互感抗增加,影響這個(gè)交變電流的大小,以此探測出金屬物體的有無。
⑦多種類型傳感器的組合,目的是防止單一類別的傳感器出現(xiàn)誤報(bào),將多個(gè)傳感器的輸出分別接到與門電路的輸入端,只有多種感知同時(shí)出現(xiàn)時(shí),才被確認(rèn);當(dāng)然,這種多種類型傳感器的組合增加了“人工智能視覺”的準(zhǔn)確度,但也增加了成本。一般根據(jù)其應(yīng)用場合的性質(zhì)和需要,進(jìn)行選用。
如何通過機(jī)器人與先進(jìn)機(jī)器視覺結(jié)合來應(yīng)對(duì)復(fù)雜自動(dòng)化挑戰(zhàn)
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