传感器在机器人上的应用课件

传感器在机器人上的应用传感器在机器人上的应用传感器在机器人上的应用第3章传感器在机器人上的应用÷3.1机器人常用传感器简介3.2机器人的要求与选择3.3常用机器人内部传感器3.4常用机器人外部传感器÷3.5多传感器信息融合3.1机器人常用传感器简介3.1.1机器人需要的感觉能力1、触觉能力触觉是智能机器人实现与外界环境直接作用的必需媒介,是仅次于视觉的一种重要感知形式。作为视觉的补充,触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性:柔软性、硬度、弹性、粗糙度和导热性等。触觉能保证机器人可靠地抓住各种物体,也能使机器人获取环境信息,识别物体形状和表面的纹路,确定物体空间位置和姿态参数等检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压觉、滑觉等传感器称为机器人触觉传感器。1)接触觉传感器2)压觉传感器3)滑觉传感器1初、中级阶段学生情况和词汇教学任务的比较1.1学生情况的比较刚接触汉语的学生，脑子里对汉语一无所知或稍有了解，随着词汇学习的深入，词汇量越来越大，但在脑中的分布是零散的。另外，来华留学生已至少熟练掌握一门语言，这对汉语学习打下了基础，但容易受到语言负迁移的干扰。中级阶段的留学生，脑中初步形成了一个汉语词汇网络，对汉语已有相当程度的了解，母语负迁移的影响逐渐减弱。汉语水平已经基本能够满足日常交际需要。词汇学习需求上，初级阶段的学生汉语学习上同时有语音、汉字、语法学习的压力，词汇获得的途径除了教材便是课堂上老师的讲授和补充，习得方式获得的词汇极为有限。对词汇义项要求也较为单一，只需了解基本义项，无暇关注同义词辨析、多义词的其他义项。中级阶段学生已基本没有汉语语音、语法和汉字方面的障碍，因此对词汇量的需求越来越大。希望了解词语的文化内涵，对同义词辨析显示出热情，对多义词在不同义项上的组合功能产生兴趣，获得词汇的途径也不仅限于从书本和课堂学习。1.2词汇教学任务的比较国家汉语水平考试委员会办公室考试中心制定的《汉语水平词汇与汉字等级大纲》共收词8822个，其中甲级词1033个，乙级词2018个，丙级词2202个，丁级词3569个。甲级和乙级所收录的3000词为常用词，是初级阶段的学生所要掌握的。经过学习，基本能满足学生学习交流、日常生活和人际交往的需要。中级阶段的词汇量界标是5000词，包括甲乙两级的3000常用词和丙级的2000次常用词。除了掌握这5000词外，学生还需要进一步扩大词汇量，提高词语辨析能力，要能理解词语蕴含的文化含义，修辞含义。2初、中级阶段词汇教学方法比较2.1适合初级阶段的词汇教学方法2.1.1翻译法翻译法就是把词语直接翻译成学生的母语或其他媒介语言。在初级阶段的词汇教学中这是最直接的方法。但是汉语词语和外语不可能完全对应，词语在内涵和用法上总会有所差别，而且翻译法也不利于培养学生的汉语语感和思维，使学生难以摆脱外语的干扰，教师应尽量少用。2.1.2直观形象法即利用图片、实物、动作、声音、影像资料等生动形象的方法把词义展现出来。在解释力和趣味性上，直观法都优于翻译法，因此能用直观法的地方就最好不用翻译法。直观法特别适合用来解释一些有中国特色的概念，如：太极拳、毛笔、京剧、饺子、包子、中国象棋等。2.1.3语素教学法语素参与构词后，大多依然保留语素义，这就为词语的学习带来了便利。采用语素教学法一方面可以让学生通过语素义尽快地理解词义，另一方面可以利用语素的组合来扩展词汇。但语素教学得有个度，否则会给学生造成错觉，认为汉语的词义就是词语组成部分的语义之和，这样望文生义认为“黑板”就是“黑的板”，“白菜”就是“白色的菜”，甚至会泛化规律而造出一些生造词来。2.1.4聚合法聚合法就是按照词的聚合关系来安排词语的讲授和扩展。汉语中的词不是一个个零散地储存于我们大脑中的，而是按照关系形成词汇网络，构成一个个语义场，说到一个词，会激活与之相关的一类词。教师按语义场教词汇，可以增强词语之间的联系性，便于学生学习和记忆，使学生逐渐在头脑中建立起一个词汇网络。2.2中级阶段的词汇教学可以采用的方法中级阶段是留学生扩大词汇量的关键阶段，课文难度加大，新词语大量出现，对新词语的掌握情况直接关系到学生能否顺利进入高级阶段学习。2.2.1语素教学法语素教学法是每个阶段都适用的词汇教学方法。初级阶段主要利用这一方法来帮助学生理解词义、记住词语，中级阶段继续发挥语素教学法的这一功能，同时利用它来扩展词汇。比如“分离”一词由两个语素组成――“分”和“离”，可以根据这两个语素扩展出“分解、分裂、离别、远离”等词。语素法还可以用来辨析同义词，如“紧急”和“危急”的主要差别就在“紧”和“危”的语素义差别上。同样，在中级阶段利用语素法时也要掌握一个度，避免望文生义和生编硬造。2.2.2同义词辨析法同义词辨析是汉语词汇学习的重点和难点。同义词辨析主要可以从以下几方面着手：（1）词义差异（包括词义侧重，适用范围，词义轻重，个体和集合等）；（2）用法差异（包括词性，充当句法成分，各类常规搭配和搭配限制等）；（3）色彩差异（包括语体色彩，感情色彩，地域色彩等）。教师在进行同义词辨析时要求以最简短的语言突出两个词的相异之处，切忌长篇大论。2.2.3联想法联想法就是利用词语之间的各种语义联想来扩展词汇。这和初级阶段的聚合法有一致的地方，但聚合法是完全由老师决定把目标词放入哪个语义场，联想法是老师引导学生发散思维来进行语义联想，不同的学生由于思维方式和生活经历的差异会产生不同的语义联想。比如，说到“母亲”，有人联想到“父亲，外公，外婆”等亲属义场中的词，有人则联想到“漂亮，温柔，勤劳”等形容母亲品质的词。联想法中，学生的主动性更大，积极性被完全调动起来，学习效率也由此提高。2.2.3结合语境教学法即教师把词语放到句子或更大的言语单位中，让学生在语境的帮助下确定多义词的词义或了解词语的引申义。结合语境讲授词语，能使学生置身于真实的交际环境中，在动态过程中学习词语，摆脱静态学习的简单乏味，同时让学生产生记忆联想，保证记忆的深刻性和长久性。3结语本文只是粗浅地介绍了几种对外汉语初级和中级阶段词汇教学的方法，对外汉语词汇教学又岂是三言两语就能介绍完的，本文的目的是想引起人们对对外汉语词汇教学的重视，探索更多更有效的词汇教学方法和技巧，提高词汇教学效果，改变词汇教学是对外汉语教学薄弱环节的现状，帮助学生提高综合运用汉语的能力。创新创业教育是培养具有创新精神、开拓意识、创业能力、社交与管理技能的开创性人才的过程，其关键在于人才培养，是建设创新型国家重要途径之一。当下随着互联网科技的进步，网络技术、电子技术及数据处理技术已经广泛应用到人们的日常生活中，同时互联网科技也为高校大学生体育健身活动提供了学习和锻炼的全新模式，其所具有的交互性、即时性、个性化与群体化等新的特性和功能为实现对学生体质监测、健身指导、信息咨询等为一体的智能化管理提供了新的可能，例如：学生可以通过一个手机根据自身锻炼需要随时获取指导帮助和信息服务，并能够完成与指导教师、健身教练、朋友、同学的互动过程，而不受时间和空间的限制。因此，在创新创业背景下，以新的视角探索在信息技术和网络的支持下实现对学生体质监测、健身指导、信息咨询等为一体的智能化管理将成为促进大学生健身发展的关键因素，能够有效地满足信息化条件下学生的体育锻炼需求，培养适应经济和社会发展需要的人才。1大学生智能化健身管理对培养创新创业人才的意义高校要培养和造就创新创业型人才，就要开创学生的创新意识，充分开发学生个人价值和个性优点，把学生的个人发展同社会进步、自我实现同社会价值结合起来，以实现大学生创新价值和个性发展。高校通过建立大学生智能化健身指导管理信息系统可以实现对大学生的体质监测与评价，运动能力评定，学生健康档案及健身运动记录的系统管理，智能化健身服务及指导等的智能化立体化管理，对学生进行体育锻炼提供个性化指导，以获得良好的体育锻炼效果。拓展学生获取体育锻炼知识和方法的途径，开辟了学生体育锻炼发展的新模式，在指导者和锻炼者以及其他具有锻炼需求的人之间建立起一种多元化的互动交流体系，实现体育锻炼与指导信息的共享与多向互动，促进学生多元化发展，充分满足学生全面发展的需要并实现个性价值。同时，大学生智能化网络系统能够使学习方式更加灵活，内容更加丰富，网络化管理与指导系统的应用能帮助提高体育教学的效率，实现针对性教学指导、学习的自主化和个性化教学，加强学生的个性化培养，弥补了传统体育教学的不足。例如：可以让学生根据自己的学习需求以体育爱好选择教学模块和教学资源，并制定适合自己的个性化学习目标，从而进行自主化学习，不用受上课时间、授课内容、场地以及人员的限制，能够满足学生对创新活动的需求，全面激活学生的知识潜能，既培养大学生的体育健身和发展意识，又提高了他们的创新创业素质，可谓一举多得。2创新创业背景下大学生智能化健身管理系统的构建策略2.1更新体育教育理念，加强体育网络教育平台的建设在创新创业教育背景下，以教师、课堂、教材等传统教育要素为中心的传统教学模式受到了冲击，网络教育、线上学习成为现代信息生活中高校大学生学习的一种崭新模式。在某种程度上，可以说学生学习模式正在向学习的自主性和主动性转化，学生能够充分利用并学会在网络上寻找优秀的体育资源和学习资源帮助自己学习。由此，无论是学校管理者还是体育教师和学生都必须清楚深刻地认识到网络化带来的教育和体育学习方式的改革，转变教学理念与学习观念，提高对自媒体、新媒体以及网络教育平台的认识，打破常规的束缚，培养创新的意识，迎接新的挑战，从而重视网络教育平台的建设，积极推广和应用网络教育平台，提高体育教育质量，促进学生综合素质全面发展。2.2构建网络化学生体质健康水平数据库，定期对其体质健康状况进行监测学校通过对体质测试数据的分析来了解学生的体质状况，同时对学生平时的运动状况和体质状况进行记录和定期测评，构建规范的学生体质健康数据库，其内容包括身体素质状况、身体锻炼活动记录、体质状况监测记录、身体机能评定分析表等。此数据库的网络化实现，不但为学生提供查询和参考服务，促进学生通过信息反馈进行自我健康管理，而且能够为教师指导学生进行体育锻炼提供可靠依据，更重要的是为接下来的智能化健身指导提供基础数据支撑。2.3研发体育锻炼智能化数据分析系统，实现个性化管理充分发挥创造性思维，根据学生体质健康水平、运动能力、体育需求设计体育锻炼数据分析系统。该系统以学生需求为导向进行设计，通过对学生的性别年龄情况、体质状况、运动需求等个人相关信息进行识别和评定，并通过智能软件进行大数据分析后确定适合不同学生个体的锻炼方案以及相应的运动健身科学知识，使学生能够根据自身条件获取有效的锻炼方式和方法，不再盲目地进行锻炼，同时还能满足不同学生的兴趣爱好和运动需求，有针对性地引导学生进行锻炼，实现学生体育锻炼个性化管理，充分享受“互联网+”时代所带来的便利。2.4打造学生运动健身指导智能服务平台体育活动是一项技术与智慧，能力与情感高度结合的活动，在设计学生运动健身指导智能服务平台时，要融入创新性元素，以“互联网+”、移动终端、智能设备等为媒介，通过智能化分析指导、在线交流互动等方式，指导并带动学生健身锻炼活动的开展。在通过大学生体质健康水平数据库所掌握学生的体质水平数据和体育锻炼智能化数据分析系统所确定的运动需求及锻炼方案基础上，学生运动健身指导智能服务平台将根据以上数据分析结果进行智能化跟踪，指导学生体育锻炼活动。在进行体育活动过程中，学生可以通过手机APP或智能化运动追踪器等设备记录和传输锻炼过程中的相关数据，系统经过分析后提出指导性意见，纠正学生不正确的技术动作和不良的锻炼习惯，减少运动损伤，提高科学化锻炼水平。运动结束后，该平台还可以通过监测学生体能的消耗为锻炼者量身打造个性化运动饮食计划。同时，该平台还能为学生提供在线指导、交流与互动服务，而不受地域的限制，学生能随时接受老师或教练的线上指导，与同学进行交流与互动，还可以将相关锻炼状况信息发在朋友圈里晒数据、晒排名，激发广大学生进行体育锻炼的热情。运动健身指导智能服务平台能够满足大量学生多样化的健身需求，为学生进行有效锻炼创造了更多机会，拉近了大学生与运动场的时空距离，使大学生体育锻炼趋向个性化、科学化，能够使大学生体育锻炼获得良好的效果，提升学生参加体育锻炼的兴趣，增加学生迎接挑战的信心和实力，增强创新的意识，会鼓舞更多的人参与到体育运动中来。2.5加强体育网络宣传，创新体育教育渠道高校要充分利用?W络宣传的作用，通过多种渠道建立体育网站，同时要筹划建立各个单项体育项目网站的建设，特别是要将创新与因地制宜相结合，有针对性地办好有学校特色的体育项目网站。可以充分发挥学生记者的作用，使他们及时关注学校以及社会中体育最新进展，并撰写相关报道，更新各个项目网站新闻。同时，要充分利用各种新媒体、自媒体，例如通过微信公众平台发布和更新相关体育信息，扩大网络影响。此外，还要关心BBS中的体育论坛，体育部门或体育协会等要积极参与BBS论坛的讨论，及时了解广大教师和学生对体育的各种需求，为他们提供咨询、指导等体育健康服务。高校是培养创新创业型人才的前沿阵地，广大教育者、管理者，尤其是从事体育教育及管理工作的人，要抢抓机遇、直面挑战。因此，高校要深化体育改革，构建切合学生实际需要的实践教学内容、操作模式，以及与之相适应的运行保障体系，拓展学生获取体育锻炼知识和方法的途径，开辟学生体育锻炼发展的新模式，为学生进行体育锻炼建立起一种智能化多元互动交流平台，实现体育锻炼与指导信息的共享与多向互动，促进学生体育锻炼朝着个性化、科学化、终身化方向发展，不但为社会培养了创新型人才，同时也加快了高校体育教学改革的进程。第3章传感器在机器人上的应用÷3.1机器人常用传感器简介3.2机器人的要求与选择3.3常用机器人内部传感器3.4常用机器人外部传感器÷3.5多传感器信息融合3.1机器人常用传感器简介3.1.1机器人需要的感觉能力1、触觉能力触觉是智能机器人实现与外界环境直接作用的必需媒介,是仅次于视觉的一种重要感知形式。作为视觉的补充,触觉能感知目标物体的表面性能和物理特性:柔软性、硬度、弹性、粗糙度和导热性等。触觉能保证机器人可靠地抓住各种物体,也能使机器人获取环境信息,识别物体形状和表面的纹路,确定物体空间位置和姿态参数等检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压觉、滑觉等传感器称为机器人触觉传感器。1)接触觉传感器2)压觉传感器3)滑觉传感器力觉能力力觉传感器是机器人最基本,最重要的一种,也是发展比较成熟的传感靨。没有力传感器,机器人就不能获取它与外界环境之间的相互作用力,从而难以完成机器人在环境约束下的各种作业。3、接近觉能力接近觉传感器是机器人用来控制自身与周围物体之间的相对位置或距离的传感器。用来探测在一定距离范围内是否有物体接近、物体的接近距离和对象的表面形状及倾斜等状态。它一般都装在机器人手部,起两方面作用。接近觉一般用非接触式测量元件,如霍尔效应传感器、电磁式接近开关、光学接近传感器和超声波式4、视觉能力视觉信息可分为图形信息、立体信息、空间信息和运动信息视觉传感器获取的信息量要比其它传感器获取的信息量多得多视觉传感器把光学图像转换为电信号视觉传感器摄取的图像经空间采样和模数转换后变成一个灰度矩阵,送入计算机存储器中,形成数字图像5、听觉能力(1)特定人的语音识别系统(2)非特定人的语音识别系统6、嗅觉能力主要采用了三种方法来实现机器人嗅觉功能在机器人上安装单个或多个气体传感器,再配置相应处理电路来实现嗅觉功能。研究者自行研制简易的嗅觉装置采用商业的电子鼻产品,如ALouth用机器人进行的气味识别研究312机器人传感器分类1、内部传感器内部传感器是用于测量机器人自身状态的功能元件。具体检测的对象有关节的线位移、角位移等几何量:;速度、加速度、角速度等运动量还要倾斜角和振动等物理量。2、外部传感器用来检测机器人所处环境及状况的传感器。一般与机器人的目标识别和作业安全等因素有关。具体有触觉传感器、视觉传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器,听觉传感器等。传感器分类确定位置或角度位置检测传感器任意位置或角度内部传感器速度和加速度运动检测传感器〈速度和角加速度姿态传感器触觉传感器力觉传感需接近觉传感器外部传感器〈听觉传感器c平面视觉传感器壤觉传感器立体温度传感器3.2机器人传感器的要求与选择3.2.1机器人与传感器的关系传感器处于连接外界环境与机器人的接口位置,是机器人获取信息的窗口。用传感器采集信息是机器人智能化的第一步;其次,如何采取适当的方法,将多个传感器获取的环境信息加以综合处理,控制机器人进行智能作业,则是提高机器人智能程度的重要体现3.2.2选择机器人传感器应考虑的因素1.成本2.重量3.尺寸4.输出类型5.接口6.分辨率7.灵敏度8.线性度9.量程10.响应时间11.可靠性12.精度和重复精度3.3常用机器人内部传感器3.3.1机器人的位置检测传感器令1