机器基础及感知

习题1传感器的定义和特点？常见的机器人外用传感器都有哪几类？怎样对传感器进行动态标定？智能传感器有哪几种结构形式？各有哪些特点？习题2机器人的内部传感器主要有哪些种类？各自有什么作用？测量机器人运动位移的传感器有哪些？各种传感器相应的测量方法是什么？某加速度传感器的动态特性可由二阶传递函数表征，则给定传感器输入信号时可根据传递函数的哪些信息可以提取传感器的输出信号？测量机器人运动加速度的传感器有哪些？各自有什么特点？线位移式加速度传感器与摆锤式加速度传感器相比各自的优缺点是什么？陀螺是用于测量什么物理量的传感器？有哪些类型的陀螺仪表，各自的工作原理是什么？惯性系统的基本测量原理是什么？惯性系统有什么优点？机器人系统中为什么要使用惯性测量单元？已知点的坐标为，对点依次进行如下的变换：（1）绕轴旋转90°得到点；（2）绕轴旋转90°得到点；（3）沿轴平移4个单位，再沿轴平移-3个单位，最后沿轴平移7个单位得到点t。求，，，各点的齐次坐标。习题3机器人的触觉传感器可以感知哪些信息？触觉感知技术所采用的基本测量原理是什么？机器人力觉感知技术基础是应变片式传感器，请简述应变片测力的基本原理是什么？机器人力觉传感器主要有哪些种类？各自的优点是什么？除了阻抗控制方法意以外，还有什么先进控制方法可以实现运动受限机器人的操作？试猜想机器人触觉和力觉传感器的发展中遇到的瓶颈技术可能有哪些？在电感式压力传感器中，给定线圈匝数，磁路长度，导磁体的导磁率，导磁体的截面积，气隙量以及空气的导磁率，试计算线圈的电感。习题4机器人接近觉传感器的功能有哪些？接近觉传感器有哪些种类？简述热电偶测温的基本原理，及热电偶测温遵循哪些基本定律？机器人热觉传感器的应用场景有哪些？试举例说明热觉传感器的作用。简述机器人滑觉感知与触觉和力觉感知技术的区别是什么？滑觉传感器的适用场合有哪些？简述电容式听觉传感器的基本工作原理。语音识别过程有哪些？什么是特定人语音识别和非特定人语音识别？二者有何联系和区别？采用一款机器人嗅觉或味觉传感器实现嗅觉或味觉定位的基本原理和思路是什么？习题5机器人视觉系统的组成、主要功能和工作流程有哪些？说明CCD摄像机和CMOS摄像机各有哪些特点和不同？有哪些方法可以获得景物的深度信息进而进行三维重建？机器人视觉系统在成像计算时涉及到哪些坐标系？这些坐标系又分别是如何定义的？相机标定的意义是什么？有哪些经典标定方法？双目立体视觉测量主要包括哪些步骤和关键技术？描述图像特征的方法有哪些？为什么图像处理时需要提取特征？视觉匹配技术是什么？试猜想当前机器人视觉感知技术中的难点或瓶颈有哪些？强化学习和深度学习等人工智能技术是如何应用于机器人视觉系统中的？试举例简要说明。习题6传感器信息融合的目的和优点是什么？传感器信息可以在哪些层次上进行融合，各自有什么特点？传感器信息融合可能涉及哪些算法？对机器人与障碍物之间的距离进行了5次测量，测量结果中两次是0.52米，两次是0.50米，一次是0.51米，求距离测量的最小二乘估计结果。某传感器被放置在一维空间原点。该传感器具有随机时变偏差。已知由以下模型控制其中为白噪声且。和是已知常数，且。在时刻处的测量值为，且满足其中为常量，为白噪声且。将在时刻处同时估计位置和偏差的问题表述为以下标准卡尔曼滤波问题：此时,和分别是多少?根据,和，确定和之间的关系。对于用下列方程表示的估计问题：其中为过程噪声且满足，为测量噪声且满足，代表时刻。另外，初始时刻的协方差。当时，分别计算，，的值，。计算（稳态值）。习题7传感器信息融合的分类以及各自的特点是什么？简述信息融合的研究热点以及发展趋势。多传感器信息融合的推理学习方法主要分为哪几类？各自有什么特点？简述多传感器信息融合的意义，需要解决的关键问题及主要应用领域。用两台仪器对未知标量各测量一次，量测值分别为和，测量误差的均值均为零，方差分别为和。试求的最小二乘估计，并计算估计的均方误差。已知常数的测量值中有一零均值的白噪声误差，离散测量噪声的方差为，试用Kalman滤波方法估计。习题8移动机器人有哪些常用的传感器？它们各自有什么特点？列举移动机器人常用的定位导航方法并分析这些方法的优缺点。为什么对飞行器的运动状态进行估计？常用的姿态估计方法有哪些？水下机器人常用的哪些类型的传感器？简述这些传感器的工作原理。太空中常用的姿态测量敏感器有哪些？分别阐述它们各自的工作原理。习题9什么是自动驾驶汽车位姿估计？在自动驾驶中，多源传感系统的