智能機器人與傳感器PPT完整全套教學(xué)課件

《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程00課程簡介01智能機器人的硬件02智能機器人的軟件03智能機器的傳感器03實驗：陀螺儀04觸覺傳感器04實驗：ADC應(yīng)用04實驗：IIC總線04實驗：溫濕度傳感器04實驗：超聲波傳感器05嗅覺傳感器06實驗：TTS模塊06實驗：百度語音識別06機器人聽覺課程介紹《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：通過本課程的學(xué)習，學(xué)會使用樹莓派+Linux+Python進行多傳感器、多自由度的人型機器人的開發(fā)。這里傳感器主要分為機器人的五官：眼、耳、鼻、舌、皮膚；也可以根據(jù)傳感器的輸出，大致分為三大類：數(shù)字量、模擬量及智能傳感器。學(xué)習機器人專用操作系統(tǒng)ROS，并最后了解信息融合算法的重要性。前言多種前沿熱門科目機器視覺Robotics目錄CATALOG030102傳感器Sensors信息傳遞處理MessagePassingandhanding信息融合InformationBlending04主控模塊MainController

第一部分傳感器連接PART0101機器人相關(guān)的傳感器內(nèi)部傳感器MPU6050陀螺儀模塊通過串口連接陀螺儀模塊，并獲取數(shù)值。。觸覺-接觸覺電容式觸摸傳感器連接硬件，并通過Python編程，獲取其按鈕狀態(tài)。觸覺-接近覺超聲波測距模塊使用HC-SR04超聲波測距模塊進行測距，并檢驗數(shù)值的準確度。嗅覺使用MQ-2型煙霧傳感器，并獲取打火機漏氣信息。觸覺-溫濕度覺使用DHT11溫濕度傳感器模塊獲取當前溫度濕度。觸覺-壓力傳感器使用ADC對FSR402壓力傳感器進行采樣。聽覺使用麥克風，進行語音、語義識別。視覺使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭、雙目、激光雷達等獲取機器人周圍的環(huán)境信息。聽覺-麥克風傳感器連接并配置聲卡1234麥克風增益模塊獲取、播放麥克風信號語音識別、語義識別等視覺-網(wǎng)絡(luò)攝像頭連接并配置網(wǎng)絡(luò)攝像頭1234在OpenCV里獲取彩色圖像在ROS環(huán)境傳遞圖像信號人臉檢測及識別其他輔助技術(shù)TTS，文本轉(zhuǎn)語音模塊1234ADC，模擬轉(zhuǎn)數(shù)字模塊百度智能識別服務(wù)激光雷達，獲取環(huán)境的三維信息傳感器總結(jié)開關(guān)信號樹莓派GPIO模擬信號ADC樹莓派GPIO中的串口、I2C口智能傳感器樹莓派USB海量數(shù)據(jù)（麥克風、攝像頭）

第二部分主控模塊介紹PART0202樹莓派正面樹莓派背面樹莓派作用

第三部分信息的傳遞及處理PART0303ROS的消息引擎NodeNodeNodeNodeNodeNodeTopic消息PublishSubscribe消息Service豐富的生態(tài)環(huán)境仿真（moveit!、Rviz、Gazebo）可視化Debugging有相當數(shù)量的傳感器驅(qū)動，強大的開源庫支持1234工具箱開源社區(qū)，論壇眾多5

第四部分信息融合PART0404信息融合算法解決的問題：1+1>2謝謝觀看智能機器人的硬件《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：通過本課的學(xué)習，學(xué)會智能機器人的硬件結(jié)構(gòu)并能搭建智能機器人。本課先介紹組成智能機器人動力部分、電子部分及智能部分的常用模塊，包括控制模塊的選型等。最后一節(jié)通過肢節(jié)鏈的仿真模型，說明機器人如何通過相關(guān)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動角度，讓機器人運動起來。前言多種多樣的機器人智能機器人硬件架構(gòu)上位機：樹莓派下位機：舵機控制板17個舵機聲卡語音合成TTS揚聲器數(shù)字功放麥克風專用模塊網(wǎng)絡(luò)攝像頭、Kinect、激光雷達超聲波模塊、溫濕度模塊、壓力傳感器模塊、氣體傳感模塊

GPIO串口USB串口轉(zhuǎn)USBUSBGPIO麥克風陀螺儀模塊USB智能機器人的模塊樹莓派簡介及選型舵機的工作原理電動機位置傳感器齒輪組舵機控制板舵盤

舵機控制器放大器電動機位置傳感器+-輸入反饋信號舵盤減速齒輪箱關(guān)節(jié)機器人動作的產(chǎn)生12346789111213141516181917謝謝觀看智能機器人的軟件《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：卡片電腦“樹莓派”使用TF卡作為其硬盤，操作系統(tǒng)安裝到TF卡。通過本課的學(xué)習，學(xué)習不同版本Raspbian系統(tǒng)的特點；學(xué)會如何準備系統(tǒng)、將其燒錄到TF卡內(nèi)。另一方面，學(xué)會登錄樹莓派的字符界面以及圖像界面。前言目錄CATALOG030102操作系統(tǒng)OS系統(tǒng)的燒寫WritetoCFCard登錄Login

第一部分樹莓派的操作系統(tǒng)PART0101DesktopGNOMEGUIGNOME是一套純粹自由的計算機軟件，運行在操作系統(tǒng)上，提供圖形桌面環(huán)境。各種常用的軟件已經(jīng)安裝上了常用的軟件，如編程、瀏覽器、視頻播放器、音頻播放器等需要較大容量的TF卡系統(tǒng)需要1G至3G的硬盤開銷。需要較大的內(nèi)存因為需要加載圖形界面，需要更大的內(nèi)存開銷。需要更強大的ARM主頻、核數(shù)帶來更直觀、方便的操作由于GUI+強大的字符界面的結(jié)合，讓編程開發(fā)變得更加方便。Lite硬盤開銷小更好的學(xué)習平臺硬件開銷小易于制作嵌入式系統(tǒng)字符界面只需要小于500M，就能夠按照操作系統(tǒng)了。由于不需要圖形界面，可以選擇較低版本的樹莓派。由于對硬件需求減小，更方便嵌入到控制系統(tǒng)中，提高了電池續(xù)航能力。很多成熟的字符界面下的工具都是程序員的利器，有利于鍛煉到Linux下的硬功夫。1234

第二部分系統(tǒng)的燒寫PART0202系統(tǒng)的燒寫硬件的準備TF卡讀卡器、TF卡。1234軟件的準備TF卡格式化軟件、燒錄軟件Etcher。下載樹莓派鏡像/software/operating-systems/。將鏡像燒錄到TF里特別推薦：在Linux字符界面下對系統(tǒng)進行備份及燒錄。硬件準備軟件準備樹莓派鏡像下載/software/operating-systems/備份與燒錄將TF卡的內(nèi)容備份到硬盤一個文件中，例如iso或者bz2帶壓縮的腳本命令：ddif=/dev/sda1|bzip2>rpi.img.bz2不帶壓縮的腳本命令：ddif=/dev/sda1of=rpi.imgbs=4M顯示備份的進度whilesudokillall-USR1dd;dosleep1;done1234備份對于樹莓派鏡像，壓縮版本比不壓縮版本要省一半的硬盤空間4備份與燒錄將硬盤里的操作系統(tǒng)鏡像文件復(fù)制到CF卡里帶壓縮的腳本命令：bzip2-dcrpi.img.bz2|ddof=/dev/sda1不帶壓縮的腳本命令：ddif=/home/pi/rpi.imgof=/dev/sda1123燒錄

第三部分登錄樹莓派PART0303登錄樹莓派putty遠程桌面Windows10的ssh命令點擊輸入簡要文字內(nèi)容，文字內(nèi)容需概括精煉，不用多余的文字修飾，言簡意賅的說明分項內(nèi)容。點擊輸入簡要文字內(nèi)容，文字內(nèi)容需概括精煉，不用多余的文字修飾，言簡意賅的說明分項內(nèi)容……putty遠程桌面Win10下ssh命令謝謝觀看智能機器人的傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：主要介紹智能機器人用到的傳感器。根據(jù)傳感器獲取機器人內(nèi)部或者外部參數(shù)，將傳感器分為兩類。本章主要是介紹機器人的內(nèi)部傳感器，包括：編碼器及陀螺儀。前言智能機器人與傳感器傳感器結(jié)構(gòu)機器人內(nèi)部傳感器機器人外部傳感器編碼器絕對編碼碼盤陀螺儀角動量守恒（1）定軸性。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量愈大，穩(wěn)定性愈好；轉(zhuǎn)子角速度愈大，穩(wěn)定性愈好；（2）進動性。轉(zhuǎn)動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。MEMS技術(shù)介紹謝謝觀看陀螺儀及3D仿真《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：現(xiàn)代化的通信設(shè)備、智能產(chǎn)品、機器人、無人機等，總可見到陀螺儀的身影。陀螺儀可以實時獲取物體的姿態(tài)，通過姿態(tài)可以計算出物體的偏轉(zhuǎn)角，從而得到此物體的動作信息，用于智能控制。前言目錄CONTENTS030102陀螺儀IntroductiontoGyroscope連接Connection簡單測試Quicktesting04三維姿態(tài)Posein3D

第一部分陀螺儀簡介PART0101六軸陀螺儀模塊

第二部分串口連接PART0202樹莓派通過串口連接陀螺儀RXTX

第三部分數(shù)據(jù)獲取的測試PART0303在字符界面獲取數(shù)據(jù)通過串口將陀螺儀的數(shù)據(jù)導(dǎo)入.txt文件中：minicom-H-D/dev/ttyUSB0-CMPU6050.txtcat./MPU6050.txt改變設(shè)備的權(quán)限：sudochmod777/dev/ttyUSB0設(shè)置串口的參數(shù)：sudominicom-s-D/dev/ttyUSB0

第四部分Rviz里顯示3D姿態(tài)PART0404在rviz里觀察姿態(tài)謝謝觀看觸覺傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：觸覺是接觸、壓覺和滑動覺、溫濕度覺等刺激的總稱。仿生觸覺傳感器成為智能機器人里的一個專門的分支并被廣泛的研究，觸覺傳感器應(yīng)具備以下三點基本功能之一：接觸覺與接近覺；壓覺、滑動覺和拉伸覺；溫、濕度覺。前言按傳感器輸出量分類二進制量ADC數(shù)字量模擬量數(shù)字量IIC串口SPI單總線樹莓派的輸入輸出口數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC輸出二進制量輸出數(shù)字量傳感器測距離的三種方法謝謝觀看模數(shù)轉(zhuǎn)換器簡介及應(yīng)用《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：傳感器輸出一般可以分為三種類型：開關(guān)量、模擬量及數(shù)字量。本教程是針對模擬量輸出類型的傳感器，將模擬量歸并到數(shù)字量輸出，采用類似單片機接收此數(shù)字量并進行處理。前言目錄CONTENTS030102ADC簡介IntroductiontoADC連接及地址Connection&Address相關(guān)操作庫RelativelIbrary04測試Quicktesting

第一部分16bADC模塊介紹PART010116bADC模塊2V~5.5V地I2C4個獨立輸入通道16位delta-sigmaADC芯片

第二部分與樹莓派連接及地址設(shè)置PART0202ADC與樹莓派連接5V3.3V

第三部分Adafruit_ADS1x15介紹PART0303Adafruit_ADS1x15PythonLibraryTIADS1x15的Python庫：用于操作12、16位的差分、單端的ADC及比較器。12、16位的ADC12位：ADS101516位：ADS1115基于I2C接口開源基于BSDLicense方便使用提供方便的函數(shù)接口，經(jīng)過簡單的設(shè)置即可以獲取采樣數(shù)據(jù)。兼容嵌入式ARM方便嵌入式設(shè)計（如樹莓派）中使用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換功能。

第四部分快速測試PART0404ADC的快速測試謝謝觀看Linux里的I2C總線《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：

I2C作為智能傳感器對外傳送數(shù)據(jù)的其中一種常用的總線。I2C總線是由Philips公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即可在連接于總線上的器件之間傳送信息。課程主要通過I2C連接ADC模塊，實現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。前言目錄CONTENTS030102I2C簡介IntroductiontoI2C端口Pins激活端口Pinsactivation04命令行操作OperationsinCMD

第一部分I2C總線簡介PART0101I2C簡介地址1地址2地址3

第二部分樹莓派I2C端口PART0202樹莓派的I2C端口RXTX

第三部分激活I(lǐng)2C端口PART0303激活I(lǐng)2C端口sudoraspi-config

第四部分I2C相關(guān)的命令PART0404I2C相關(guān)的命令I(lǐng)2C相關(guān)的命令謝謝觀看超聲波傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：超聲波傳感器是一款能獨立測距、微型、性能穩(wěn)定的模塊。本節(jié)主要介紹HCSR04模塊，及與樹莓派連接并獲取距離數(shù)據(jù)。前言目錄CONTENTS030102HCSR04IntroductiontoHCSR04連接Connection測試Quicktesting

第一部分HCRS04模塊PART0101HCSR04測距模塊3.3~5.5V接收觸發(fā)信號回波發(fā)出信號地發(fā)出超聲波接收回波模塊測距原理

第二部分與樹莓派連接PART0202HCSR04測距模塊Pin12Pin11

第三部分快速測試PART0303ADC的快速測試謝謝觀看溫濕度傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：溫濕度傳感器既能測量給定空間一點的溫度，又能測量改點的濕度，采用單總線輸入控制命令、輸出結(jié)果，使用非常方便。前言目錄CONTENTS030102DH11IntroductiontoDH11連接Connection安裝驅(qū)動Driverinstallation

第一部分HCRS04模塊PART0101HCSR04測距模塊3~5.5V數(shù)據(jù)收、發(fā)地模塊工作原理

第二部分與樹莓派連接PART0202DH11模塊與樹莓派連接

第三部分DH11驅(qū)動的安裝PART0303DH11PythonDriverThissimpleclasscanbeusedforreadingtemperatureandhumidityvaluesfromDHT11sensoronRaspberryPi.謝謝觀看嗅覺傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：本章先介紹了人類鼻子對氣味產(chǎn)生相應(yīng)感覺為仿生基礎(chǔ)，對電子鼻工作原理作了簡單介紹：電子鼻主要由氣敏傳感器陣列、信號預(yù)處理和模式識別三部分組成。然后介紹單個氣敏傳感器的原理及應(yīng)用。前言氣體傳感器MQ-2MQ-2工作原理半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用待測氣體與半導(dǎo)體表面接觸時，產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)變化來檢測氣體的成分或濃度。實驗結(jié)果檢驗謝謝觀看麥克風傳感器《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：本章將主要討論通過麥克風對空氣中的振動獲取音頻信號，再通過語音智能算法來模擬人的耳朵獲取外界的信息。然后對語音信號進行語音識別、語義識別等，讓機器人能夠與人正?；?。最后對麥克風模塊做一點優(yōu)化，提高信噪比。前言麥克風工作原理分類電磁場變化電容變化電磁場變化智能機器人聽-說相關(guān)硬件結(jié)構(gòu)給樹莓派增添聲音采集功能模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC原理奈奎斯特采樣定理R-2R型DAC原理謝謝觀看使用語音合成TTS模塊《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》課程主講教師：一款