浅谈人工智能机器人的感知

程天宇

避障功能可以说是现在各类智能机器人中最基础的功能，机器人的感知并不总是需要通过视觉感应感知和判断自己前方是否存在障碍物，它们也能够像蝙蝠一样通过声波感知前方是否存在障碍物。

避障传感器

机器人感知障碍物的传感器大致分为接触式传感器和非接触式传感器，机器人最典型的工业应用就是碰撞检测开关，它是接触式传感器之一。碰撞开关传感器的实际工作原理相对复雜，需要依靠传感器本身的独特设计，有效实现2个传感器之间复杂的相互碰撞和碰撞中断。当开关器件中任一检测臂受到碰撞时，检测臂将被迫产生压力，将开关器件电路内的单个簧片拨动，从而引起器件之间的碰撞，同时工作电路状态也会发生变化。

接触式探测设备最常见的用法是拉长机器人的臂距，扩大机器人的搜索范围精度和灵敏度。当检测到机器人撞到障碍物时，碰撞保护开关输出的信号可以通过输入端自动回到电平，这样控制芯片就可以清楚地知道机器人前面存在障碍物。碰撞型开关的一个主要优点是产品价格相对便宜，一般每个开关只需要几元钱，使用和维护的方式也比较简单，使用的范围很广。

测距传感器

对于机器人来说，知道自己前方的障碍物还不够完美，还要知道障碍物的位置和距离，才能更好地判断下一步采取什么行动。红外测距传感器系统的主要优点是体积小、测量结果相对准确，传感器输出的电压波形和脉冲信号符合测试常规，一般的红外单片机系统设备可以直接安装。缺点是安装、维护和成本较高，购买和使用的途径很少。

超声波测距传感器是一种常见的测距传感器。它通过测量超声波发射和接收过程的时间差判断目标距离，和动物界蝙蝠的感知原理一模一样，也算是仿生学领域的另一个应用。超声波测距仪的优点是，测量时距离范围通常较大，被测物体表面的色深对测量结果基本没有影响，但技术成本比较高。由于它直接依靠自身的声速特性来实现测距，所以对外界的物理因素不太敏感，如外界温度、风速等。

亮度判断传感器

很多机器人需要判断物体在环境光下的亮度，这时候机器人需要安装一个物体亮度传感器。光敏电阻阻值大小能随照射在导体上可见光的强度而变化，根据测量时绝缘电阻值的微小变化，可以准确判断出发射光的强度。

事实上，光敏电阻的安装和使用过程并不复杂，用户可以直接把它连接到控制电路上，根据工作电流值的相对变化，就可以快速地测出电阻值各种相应参数的变化。光敏电阻板无疑是另一种成本更低、可靠性更好、测量数据更准确、可靠耐用的机器人部件。

机器人可以对外界环境条件独立感知，根据本身的传感器和周围的环境信息，提取环境中各种特征信息进行快速处理、解释、分析和理解。最后，通过自主建立自身环境的特征模型，准确表达自身环境的特征信息。