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随着机器人技术的发展,机器人的应用领域越来越广。人们对机器人的智能程度要求也越来越高,希望它们不仅能够在生产车间环境下完成大规模的装配任务,而且还可以在室内外感知环境并完成复杂的任务。因此对机器人感知能力的研究愈显得重要。
本文在国家863计划项目“极限环境下面向危险品检测的多感官机器人系统”(项目编号:2006AA04Z221)的支持下,针对移动机器人拟人嗅觉及其温度补偿技术进行了深入研究,取得的主要成果和结论如下:
1. 通过对生物嗅觉机理的研究,提出并设计了一种模块化机器人仿生嗅觉系统,构建了外壳体及封装在其内的仿生鼻腔、吸气系统和集成电路板,还有安装在其表面的液晶显示模块和控制面板等。
2. 对机器人仿生嗅觉系统的各个模块进行了分析,在此基础上,对气体传感器模块和温度补偿模块进行了结构设计,建立了仿生嗅觉传感器阵列,并进行了硬件设计和开发。
3. 针对气体传感器受温度影响较大的问题,重点研究了嗅觉系统中的温度补偿技术,在深入分析现有的温度补偿技术研究的基础上,根据实际需要,提出了基于软件方法的温度补偿技术,为嗅觉系统温度补偿的实现提供了一种简单可行的方法;并针对基于数值分析的最小二乘法、三次样条曲线插值法和基于神经网络的BP神经网络法、RBF神经网络法,分别进行了温度补偿仿真实验,并将传感器补偿前后的输出结果进行分析与比较。
实验结果表明:上述的方法都是可行的,其工作效果均可以达到预定的要求。但在考虑逼近能力、测量精度、稳定性等因素的前提下,最终择优选用RBF神经网络法实现对仿生嗅觉系统的温度补偿。