图2 PSD X -输出曲线 

    在控制机器人的运动时,针对X 值设定一阈值,即可保证机器人与墙壁的接近距离d;根据X 值的变化率,则可调整运动的方向,保持机器人与墙壁的平行。

    3.2 物体的识别

    机器人通过摆动触须可以探知周围的环境和识别物体的形状,触须识别物体的部位采用前部较软的部分。当触须传感器扫描待测物体时,接触点将形成一系列的直线或圆弧,利用高性能的计算机处理触须传感器得到的信息,将一系列的直线和圆弧转化为待测物体上的位置点,就能成功构筑出物体的表面形状。

    在识别物体实验中,可选用一些形状各异的待测物体作为实验对象,这些待测物体的表面由平面、柱面、球面构成。为构筑被识别物体,触须的扫描可分层进行,以获取足够的轮廓信息量。

    为识别物体,触须传感器多采取水平扫描方式获取信息,在扫描过程中,触须传感器与待测物体距离相对固定。

    其中,表面为平面的物体识别较为简单,一般只有水平X向信号的输出, PSD输出的信号随触须的摆动而变化,如图3所示。图中的角度表示平面的位置,逆时针为正,扫描方向由左至右。输出信号的影响因素包括平面距离的远近、平面的方位。通过与不同的平面相接触,分析其输出信号变化率的不同,即可实现扫描平面形状的判断。

  图3 触须与平面接触输出曲线 

    同样,当触须与圆球面或空间异型面时,由于接触平面与扫描平面不垂直,会造成接触点的滑移,此时, PSD的输出包含了X, Y向的信号。触须传感器系统采集PSD输出的二维信号,与实验对象数据相比较,机器人就能够自动识别待测物体的形状、大小及所处位置。

    4 结论

    触须传感器的工作过程依赖于大量实验数据的获取和分析,数据的离散性较大,传感器的制作,尤其是触须的制作工艺,实验的对象都会对实验结果造成较大影响。因此,触须材料的选用、传感器标定,数据处理方面的工作还有待于进一步开展。随着触须传感器技术研究的深入,机器人实现利用触觉来自主识别待测物体、寻路探路将不再是梦想。

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