移動機(jī)器人原理與設(shè)計(jì)移動機(jī)器人感知PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1移動機(jī)器人原理與設(shè)計(jì)移動機(jī)器人感知移動機(jī)器人原理與設(shè)計(jì)移動機(jī)器人感知紅外發(fā)射管發(fā)射電路 第1頁/共17頁HS0038接收電路 第2頁/共17頁ST188 特點(diǎn)：采用高發(fā)射功率紅外二極管和高靈敏度光電晶體管組成。檢測距離可調(diào)整范圍大，4-13 mm可用。采用非接觸方式 。 ST188實(shí)物圖 ST188封裝及內(nèi)部示意圖第3頁/共17頁123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:18-Oct-2008Sheet of File:C:PROGRAM FILESDESIGN EXPLORER 99 SEEXAMPLESMyDesign.ddb

2、Drawn By:U1ST188R1120RR210KR5RES2R31KVCC12678U2ALM3241162R4A10KD1LEDVCCVCCPortVCCST188應(yīng)用電路圖 第4頁/共17頁l超聲波傳感器壓電陶瓷超聲波換能器（UCMT40K1，UCMR40K1） 超聲波換能器外形圖 超聲波測距模塊DYP-ME007 模塊外形圖 特點(diǎn)：工作電壓：DC5V 靜態(tài)電流：小于2mA 電平輸出：5V（接收到回波時(shí)） ，0V 感應(yīng)角度：不大于15度 感應(yīng)距離：4cm-5m 精度：0.3cm第5頁/共17頁引腳介紹：按圖順序依次為（左起）：VCC、trig（控制端）、echo （接收端）、out

3、（空腳）、GND。 使用方法：本模塊輸出方式為PWM。我們可以利用單片機(jī)從控制口給出一個(gè)10us以上的高電平，就可以在接收口等待高電平輸出。一旦有高電平輸出就可以打開定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)就可以讀定時(shí)器的值，定時(shí)器的值就為此次測距的時(shí)間，由于超聲波在空間中傳播的速度是確定且已知的，所以我們就可以計(jì)算出距離，如此周期性地測量方可實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人的移動測距。 第6頁/共17頁l圖像傳感器（攝像頭）圖像傳感器（攝像頭） CCD和CMOS傳感器 圖像的采集及處理 ：行、場，隔行掃描等基本概念；兩個(gè)重要概念：有效像素、分辨率CMOS數(shù)字?jǐn)z像頭（O7620） 主要技術(shù)參數(shù)1/3英寸數(shù)字式CMOS

4、圖像傳感器;有效像素: 664(水平方向)492（垂直方向）；內(nèi)置0為雙通道D轉(zhuǎn)換器，輸出位圖像數(shù)據(jù)；5V電源供電；工作時(shí)功耗120mW，待機(jī)時(shí)功耗48dB；第7頁/共17頁攝像頭與單片機(jī)連接電路 Yn 614（攝像頭） 為數(shù)據(jù)輸出；VSYNC 16（攝像頭） 垂直同步信號/復(fù)合信號;HREF 15（攝像頭） 水平參考輸出/垂直幀同步信號;DGND 17（攝像頭） 信號地;DVDD 19（攝像頭） +5V電源;第8頁/共17頁6.2 不確定性表示不確定性表示l誤差的統(tǒng)計(jì)表示誤差的統(tǒng)計(jì)表示 221()( )exp()22xf x高斯分布圖 第9頁/共17頁l誤差的傳播誤差的傳播 1(.),1,2

5、,.jjmYfXXjm誤差傳播示意圖 一維誤差非線性傳播問題 第10頁/共17頁TYXXXCF C F1111mXnnmffXXFfffXX Cx表示輸入不確定性的協(xié)方差矩陣，CY表示輸出不確定性的協(xié)方差矩陣，F(xiàn)x表示系統(tǒng)的雅可比矩陣 其中：第11頁/共17頁6.3 特征提取特征提取l基于距離數(shù)據(jù)的特征提取基于距離數(shù)據(jù)的特征提取 直線特征提取示意圖 coscossinsincos()0rr直線方程如下：直線特征的提取為例 點(diǎn)與直線之間的正交距離：id為： cos()iiidr第12頁/共17頁2211(cos()nniiiSdr選取的性能指標(biāo)函數(shù)：00SSr分別對各個(gè)參數(shù)求一階偏導(dǎo)：選擇權(quán)值：

6、21iii第13頁/共17頁2211(cos()nniiiiiSdr 性能指標(biāo)函數(shù)化為：21212sin2cossin1arctan12cos2cos()iiniiiijijijiniiiijijiji 11cos()niiiiniir 加權(quán)最小平方意義下的解為： 第14頁/共17頁l基于可視表象的特征提取基于可視表象的特征提取 空間局部特征提取方法全圖像特征提取方法 第15頁/共17頁習(xí)題：1.試給出移動機(jī)器人傳感器的分類方法，并舉例說明。2.什么是模擬攝像頭？什么是數(shù)字?jǐn)z像頭？兩者的區(qū)別是什么？3.試給出CMOS攝像頭和CCD攝像頭的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)如何選擇？4.什么是特征提??？在移動機(jī)器人