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1、第章 机器人感觉信息处理 （Sensor Information Processing）,传感器与计算机的接口设计机器人图像处理机器人的语言识别,4.1 传感器与计算机的接口设计(Interface Design of Sensor and Computer),输入到计算机的信息必须是计算机能够处理的数字量信息。,传感器的输出形式 数字量：二进制代码、BCD、脉 (Digital) 冲序列等 模拟量：经过信号放大、采样、保 (Analog) 持、模拟多路开关、A / D 转换，通过I / O 接口输人 计算机。,一、输入放大器(Input Amplifier) 对不同幅值信号进行幅值交换，对于
2、超过限额的电 压加以衰减，对于太小的幅值，则加以放大，避免影响 采样精度。,二、V/I、I/V转换电路(V/I and I/VTransform Circuit) 010V: 便于与A/D转换器接口 410mA(420mA) : 差动流量变送器、温度变送器、压力变 送器等 当转换器输出信号需要远距离传输时，必须变成电流信号,三、采样/保持电路 如果直接将模拟量送入A / D转换器进行转换，则应考虑到任何一种A D 转换器都需要有一定的时间来完成量化及编码的操作。在转换过程中，如 果摸拟量产生变化，将直接影响转换精度。特别是在同步系统中，几个并 联的参量均需取自同一瞬时，而各参数的A / D 转
3、换又共享一个芯片，所 得到的几个里就不是同一时刻的值，无法进行计算和比较。所以要求输人 到A / D转换器的模拟量在整个转换过程中保持不变，但转换之后，又要求 A / D转换器的输入信号能够跟随摸拟量变化，能够完成上述任务的器件称 做采样/保持器（Sample/Hole） S/H的两种工作方式 ：采样、保持,四、模拟多路开关 模拟多路开关的作用是分别或依次把各传感器输出的模拟量 与A/D接通，以便进行A/D转换。 多路开关是用来切换模拟电压信号的关键器件，为了提高参 数的测量精度，对其要求是： 输入输出多通道 控制输入端(包括禁止输入端),导通电阻小; 开路电阻 大; 交叉干扰小; 速度快。,
4、4.2 机器人图像处理 (Image Processing),一、预处理(Preprocessing) 预处理是图像处理的第一阶段。除去输入图像中所含的噪 声或畸变，并变换成易于观察的图像。 图像由网格状配置的具有灰度信息的像素组成，灰度信息 用明亮度或灰度表示。,二值处理：黑白图像(二值图像) 为了使图像中的对象物体从背景中分离出来。最一般方法：规定某一阈值，像素的灰度值大于 阈值时交换为1(黑)，小于阈值时交 换为0(白)。动态阈值法：对各部分用不同的阈值进行二值化 滤波空间平均：可以减小与信号没有想关的叠加性 随机噪声的功率。,方法：是用平滑滤波器对周围nn 领域内像素 取平均值以抑制
5、噪声的影响。但是平滑 过程使图像也变模糊了。尤其是由于边 缘的模糊化产生了 图像品质下降的问 题。,二、特征提取 边缘：灰度变化大的部分，是区分对象物与背景的边 界，是识别物体的形状或理解三维图像的重要 信息。要抽取边缘，需对图像进行空间微分运算。 边缘亮度：L = Dx , Dy分别是x微分和y微分,分割：将图像按其灰度、 颜色、纹理等分 割成均匀的区域,链码：图形轮廓能够用链码表示，即逐个像素追踪。 进行一阶微分，得到相当于曲率的量，对此 再在标度空间进行解析，就能抽取出图形特征部分,三、匹配和识别 方法 将图像原封不动地进行比较 首先描述图像中对象物的特征，再在特征空 间中进行比较 差值
6、绝对值之和：,四、三维视觉的分析 主动传感器：(人和大多数动物)装置复杂，但能可靠地测 得三维信息 被动传感器：(蝙蝠)处理复杂，但结构简单，能在一般环 境中检测,1、单目视觉 如果已知对象的形状和性质，或作某些假定，便能够从图 像的二维特征推导出三维信息。2、双目视觉 三角测量原理 距离 z=2af/d,4.3 机器人的语音识别(Voice Recognition),一、语音合成 1、语音对话系统 2、语音合成方式 语音合成指通过机械设备用人工方法制造语音。 录音编辑方式：预先将人发出的语音以电信号的形 式记录下来。 分析合成方式：抽取主要的音源特征和频谱包络特性。 规则合成方式：不是把人发出的声音作为语音素材进 行处理，而是用某种符号序列。,二、语音识别,第5章 结 束,
