多傳感器融合技術(shù)在蟑螂機器人控制中的應(yīng)用

多傳感信息融合對于蟑螂的運動靈活性具有重要作用，為了模擬蟑螂腿毛的功能，提出采用多傳感器信息融合技術(shù)開發(fā)了一種信息實時采集系統(tǒng)；該系統(tǒng)利用廉價鼠標作為傳感器，在蟑螂機器人的腿上安裝若干光電傳感器來模擬蟑螂運動過程中腿毛的觸覺，從而解決機器人位姿識別和避障的問題，為實現(xiàn)實時控制和智能控制提供保障；為了簡化鼠標的安裝，通過在蟑螂身體上安裝鼠標傳感器來檢測位姿的方法，驗證了算法的正確性，說明了模擬腿毛的功能；應(yīng)用結(jié)果表明，該系統(tǒng)穩(wěn)定性好，價格低廉，有一定的實用性與推廣價值。
蟑螂以其無論身處何種地形都能如履平地般快速運動和其靈活的自我調(diào)控能力引發(fā)了人們探詢其運動奧秘的濃厚興趣。研究發(fā)現(xiàn)蟑螂運動的靈活性和穩(wěn)定性核心是蟑螂具有特殊的腿構(gòu)型[1]， 以及擁有視覺、觸覺、味覺、嗅覺等多種傳感功能，并能夠?qū)@些傳感信息進行準確、實時處理。仿生蟑螂機器人可以運用于抗震救災(zāi)、防爆、搜尋，太空勘探等方面，由于其落足點是離散的，因而能夠在足尖點的可達范圍內(nèi)靈活調(diào)整行走姿態(tài)[2]，并選擇合理的支撐點，使得機器人具有更高的靈活性。因此對蟑螂機器人的研究有著重要意義。
蟑螂的運動靈活性與它們能夠?qū)Ω鞣N傳感信息進行準確、實時處理是分不開的。所以，對于蟑螂機器人的研究就需要對多傳感信息的融合處理進行研究_。多傳感信息處理的實時性要求對時變傳感信息能夠準確獲取，并采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法對數(shù)據(jù)進行融合處理。本文將運用多傳感器信息融合技術(shù)實現(xiàn)傳感信息的準確實時采集和處理，通過研究蟑螂來研究多傳感信息處理過程。在蟑螂的多種感覺中，觸覺是主要的傳感信息，蟑螂的頭須和體毛可以感知周圍環(huán)境。比如，蟑螂肢體上有很多的腿毛，這些腿毛可以通過受力或位置檢測來感知周圍環(huán)境從而對它的智能運動控制產(chǎn)生作用，因此我們將多傳感信息的試驗限制在觸覺信息的數(shù)據(jù)采集和處理上。借助機械鼠標或光電鼠標的檢測技術(shù)，考慮到光電傳感器靈敏度高，價格低廉，在機器人控制中相對于其他傳感器的優(yōu)勢越來越顯著，我們將在蟑螂機器人的身體和腿上安裝若干光電傳感器來模擬腿毛對周圍環(huán)境的感知作用，從而模擬蟑螂運動過程中的觸覺。