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機械手應用多傳感器信息技術

發表時間:2014-12-20 18:39 閱讀:
機械手
    信息融合技術在機械手領域的應用始于 20 世紀 80 年代初期。傳感器技術是各種信息融合的基礎,多源化的信息是信息融合技術的實施對象,協調優化和綜合處理是信息融合技術最重要的核心技術之一。目前在各種機械手中使用的傳感器都有自己的特點和局限性,無法保證在任何時候都能提供準確的信息。對于信息融合技術的研究,如何有效地利用多傳感器信息技術,克服來源信息的不完整和不確定性,更加準確、全面認識和清晰的描述對象,從而能夠做出正確的判斷,因此各國的學者在機械手領域對信息融合技術的研究非?;钴S。
    機械手多傳感器信息融合包括目標識別、自動避障和感知環境等幾方面的內容。根據融合系統處理采集信息的流程,目前常將機械手信息融合系統劃分為三個層次:數據層融合、特征層融合、決策層融合。分層處理的目的是為了讓信息融合能夠分別進行,對待和處理不同粒度的信息。
    數據層融合:數據層融合是直接將機械手各傳感器采集的原始數據進行關聯后,送入融合中心,完成評測的評價。機械手數據層融合是傳感器水平上的融合。其優點是盡量保持原始信號的信息,缺點是需要參與處理的傳感器數據量太大,故處理代價高,處理時間長,實時性差。
    特征層融合:特征層融合是中間的一個層次,是指把來自機械手傳感器的原始數據先經特征(如速度、方向等)提取,再進行數據關聯和歸類處理,送入融合中心進行分析和融合,完成對象的綜合評價。機械手特征層融合的優點是既保留了足夠數量的原始信息,實現了對數據的壓縮,有利于實時處理,并且由于對象的特征直接和決策分析相關,因而融合結果能最大限度的給出機械手決策分析所需要的特征信息。
    決策層融合:決策層的融合是一種高層次融合技術,決策層融合的對象是局部決策與階段性的結果,每個信息源都進行獨立觀測并能夠獨自做決策,即機械手各傳感器的信號先做本地處理,融合中心進行融合各種信息的局部決策。其實質是依據規則和每個決策的可信度,從而做出最佳決策。
    在同一時間,傳感器傳達給機械手的信息是繁雜的,機械手需要分辨哪些信息的可信度高,這些在人腦中是自然而然完成的事情,在機械手控制系統中卻難以做到。機械手對所獲信息的處理能力上升將使機械手的性能大大提高,對此還需要廣大研究人員共同努力。


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