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《基于多傳感器融合機器人嗅覺感知系統(tǒng)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于多傳感器融合的機器人嗅覺感知系統(tǒng)摘摘摘要要要隨著科技的發(fā)展，機器人在人類的生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用將越來越普遍，人們對機器人的智能要求也越來越高，不僅要求機器人能夠完成既定的任務(wù)，還希望它們能感知周邊環(huán)境并作出相應(yīng)的反應(yīng)，完成復(fù)雜的任務(wù)。具有嗅覺功能的機器人可以代替人類完成很多高危險性的工作，如進入毒氣場搜尋毒氣源，查找管道的泄漏點等。因此，對機器人嗅覺的研究具有重要的意義和廣泛的應(yīng)用前景。本文在國家863項目“面向極限環(huán)境的擬人多感官頭部系統(tǒng)”的支持下，針對人類對外界氣體的嗅覺感知功能，研究機器人的嗅覺感知系統(tǒng)
2、，通過多氣體傳感器信息的融合完成對未知氣體的定量檢測，為機器人實現(xiàn)味源定位奠定基礎(chǔ)。本文的主要研究內(nèi)容如下：1.介紹典型的人工嗅覺感知系統(tǒng)中的傳感器陣列、信號預(yù)處理和模式識別三大功能模塊，通過對三大功能模塊的常用方法研究，完成了機器人嗅覺感知系統(tǒng)硬件平臺的方案設(shè)計。確定了傳感器陣列，根據(jù)仿生鼻原理設(shè)計了鼻道結(jié)構(gòu)，用單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和與計算機通信。2.根據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論，設(shè)計對未知氣體進行定量檢測的BP網(wǎng)絡(luò)，利用樣本信號對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練和檢驗，通過對不同隱含層單元數(shù)的網(wǎng)絡(luò)測試，由誤差的大小優(yōu)選出較合適的隱含層單元數(shù)。結(jié)果顯示，BP網(wǎng)
3、絡(luò)能夠較好完成多傳感器信息融合，實現(xiàn)對未知氣體的定量檢測。3.利用遺傳算法和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，設(shè)計了一種傳感器陣列優(yōu)化的方法。同時，通過MATLAB的遺傳算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，完成軟件的編寫，通過實驗結(jié)果分析得出優(yōu)化陣列，減小了系統(tǒng)的規(guī)模，提高了系統(tǒng)的測量精度。關(guān)鍵詞：機器人，嗅覺感知，氣體傳感器，信息融合，BP網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法i基于多傳感器融合的機器人嗅覺感知系統(tǒng)THEOLFACTORYPERCEPTIONSYSTEMOFROBOTBASEDONMULTI-SENSORFUSIONABSTRACTWiththedevelopme
4、ntoftechnology,theapplicationofrobotswillbecomemoreandmorecommonintheproductionandhumanlife.Therobotsarerequiredtobemoreintelligent,notonlyrequiredtoaccomplishagiventask,butalsotoperceptionsurroundingenvironmentandreactaccordinglytoachievecomplexmissions.Therobotwitholf
5、actoryfunctioncancompletelotsofseriousdangerousworkinsteadofhuman,suchassearchingforpoisongasintothegasmarketsources,findingleakagepointsofpipelineandsoon.Theresearchofrobots’olfactoryhasimportantmeaningsandabroadapplicationforeground.ThisthesisissupportedbyaNationalPro
6、gram863item--“Multi-perceptionhumanlikeheadsystemfacingonlimitcircumstance”.Bylearningthehumanperceptionoftheoutsidegas,itstudiedtheolfactoryperceptionsystemofrobots,completedthequantitativedetectionbyfusinginformationofgassensors,establishedfoundationofgassourcelocaliz
7、ation.Themaincontentsareasfollows:First,Threemajorfunctionalmodulesofthetypicalartificialolfactoryperceptionsystem:sensorsarray,signalpreprocessingandpatternrecognition,areintroduced.Afterthestudiesofgeneralwaysofthethreemajorfunctionalmodules,theprogramofolfactoryperce
8、ptionsystemhardwareplatformiscompleted.Sensorsarrayisconfirmed,themeatusstructureisdesignedbasedontheprinciple
