《传感器及应用》机器人中的传感器（一）（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）原卷+答案版

举一反三考点练 《传感器及应用》机器人中的传感器（一）-课后自测 知识点一 概述 1.（简答题）请简要说明传感器在机器人三代发展过程中的作用。 2.（简答题）简述机器人感觉传感器的特点。 3.（分析题）分析内部检测传感器和外界检测传感器对机器人工作的重要性。 4.（填空题）机器人按照功能发展到了第_____代，其中第_____代机器人的重要标志是“电脑化”。 5.（填空题）机器人传感器可分为_____和_____两大类，前者通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成，后者通常包括视觉、触觉、接近觉等传感器。 知识点二 机器人视觉 1.（简答题）简述机器人视觉在技术上难度较大的原因。 2.（简答题）请简要说明机器人视觉系统达到实用需要满足哪些要求。 3.（分析题）分析为什么视觉系统对光线的依赖性很大。 4.（分析题）结合实际，分析带有视觉系统的机器人在工业生产中的应用优势。 5.（填答题）获得距离信息的方法有超声波、______、______等，明暗信息主要靠电视摄像机、CCD固态摄像机来获得。 知识点三 视觉传感器 1.（简答题）简述人工网膜的组成形式。 2.（简答题）说明光敏二极管的工作原理和用途。 3.（分析题）分析利用CCD器件制成的固态摄像机相较于光导摄像管式电视摄像机的优势对机器人视觉应用的意义。 4.（填空题）目前用于非接触测试的固态阵列有自扫描光敏二极管 (SSPD) 、电荷耦合器件(CCD) 、电荷耦合光敏二极管 (CCPD) 和电荷注入器件(CID)，它们的主要区别在于______和______不同。 5.（填空题）典型机器人视觉传感器中，视觉检测部分由______和______组成。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《传感器及应用》机器人中的传感器（一）-课后自测 知识点一 概述 1.（简答题）请简要说明传感器在机器人三代发展过程中的作用。 【答案】 在第一代机器人中，未采用传感器，导致其没有适应外界环境变化的能力，只能进行重复操作；第二代机器人因采用传感器，初步具有感觉和反馈控制能力，能进行识别、选取和判断，具备了初步智能；第三代机器人“电脑化”程度高，电脑处理的信息需通过各种传感器获取，所以需要更多高性能、功能强、集成度高的传感器。 2.（简答题）简述机器人感觉传感器的特点。 【答案】 机器人感觉传感器的特点包括： 1.传感器包括信息获取和处理两部分并密切结合； 2.传感器检测的信息直接用于控制，以决定机器人的行动； 3.与过程控制用传感器不同，既能检测信息，又有随环境状态大幅度变化的功能，信息收集能力强； 4.传感器对敏感材料的柔性和功能有特定要求，不仅包括传感装置本身，还必须包括传感器的信号处理。 3.（分析题）分析内部检测传感器和外界检测传感器对机器人工作的重要性。 【答案】 内部检测传感器以机器人本身的坐标轴确定其位置，安装在机器人自身中，能感知机器人自己的状态。通过位置、加速度、速度及压力传感器等，它可以帮助机器人调整和控制自身行动，使机器人能更精准地完成各种动作和任务，保证自身运动的稳定性和准确性。外界检测传感器用于机器人获取周围环境、目标物的状态特征信息，通过视觉、触觉、接近觉等传感器，让机器人与环境发生交互作用。这使得机器人能够根据外界环境的变化进行自校正和自适应，更好地适应不同的工作场景，避免碰撞、识别目标等，从而更有效地完成复杂工作。 4.（填空题）机器人按照功能发展到了第_____代，其中第_____代机器人的重要标志是“电脑化”。 【答案】三；三 5.（填空题）机器人传感器可分为_____和_____两大类，前者通常由位置、加速度、速度及压力传感器组成，后者通常包括视觉、触觉、接近觉等传感器。 【答案】内部检测传感器；外界检测传感器 知识点二 机器人视觉 1.（简答题）简述机器人视觉在技术上难度较大的原因。 【答案】 机器人视觉技术难度大主要是因为实际三维物体的形态和特征相当复杂，且识别背景千差万别。同时，机器人视觉传感器的视角时刻在变化，这会引起图像时刻发生变化，从而导致技术实现难度较大。 2.（简答题）请简要说明机器人视觉系统达到实用需要满足哪些要求。 【答案】 机器人视觉系统要达到实用，需满足以下要求： 1.实时性，识别一帧图像的时间需在一秒钟左右完成，以满足大部分作业要求； 2.可靠性，避免因误识别造成损坏作业面、机器人或危及操作人员生命等后果； 3.要有柔性，能适应物体和环境的变化，可从事多样作业； 4.价格要适中，一般视觉系统占整个机器人价格的10% - 20%较为适宜。 3.（分析题）分析为什么视觉系统对光线的依赖性很大。 【答案】 视觉系统的主要作用是获取物体的图像信息来判断物体的位置、形状等。好的照明条件能使物体所形成的图像最为清晰，降低图像的复杂程度，增强检测所需的信息。而光线不佳时，容易产生不必要的阴影、低反差、镜面反射等问题，这些会干扰图像信息的获取和处理，影响视觉系统对物体的识别和判断，所以视觉系统对光线的依赖性很大。 4.（分析题）结合实际，分析带有视觉系统的机器人在工业生产中的应用优势。 【答案】 在工业生产中，带有视觉系统的机器人具有诸多优势。在实时性满足要求的情况下，它能快速识别机械零件，提高生产效率，例如在识别机械零件并组装泵体、装配作业、集成电路板的装配等任务中，可准确抓取和安装零件。其可靠性可避免因误操作导致的设备损坏和生产事故，保障生产安全。柔性特点使它能适应不同类型的零件和多样的生产环境，从事多种不同作业。适中的价格能在保证生产质量和效率的同时，控制企业的生产成本。 5.（填答题）获得距离信息的方法有超声波、______、______等，明暗信息主要靠电视摄像机、CCD固态摄像机来获得。 【答案】激光反射法；立体摄像法 知识点三 视觉传感器 1.（简答题）简述人工网膜的组成形式。 【答案】 人工网膜是用光电管阵列代替视网膜感受光信号，其最简单的形式是3×3的光电管矩阵，多的可达256×256个像素的阵列甚至更高。 2.（简答题）说明光敏二极管的工作原理和用途。 【答案】 光敏二极管是一种光生伏特器件，像太阳能电池一样。当“接通”时能产生与光照度成正比的电流。它可以是固态器件，也可以是真空器件，在检测中用来产生开/关信号，检测一个特征式物体的有无。 3.（分析题）分析利用CCD器件制成的固态摄像机相较于光导摄像管式电视摄像机的优势对机器人视觉应用的意义。 【答案】 利用CCD器件制成的固态摄像机具有较高的几何精度，能使机器人更准确地获取物体的形状和位置信息，提高操作的精准度；更大的光谱范围可让机器人在不同光照和环境条件下都能清晰成像，增强其环境适应性；更高的灵敏度和扫描速率使机器人能快速捕捉和处理图像，提升实时性；结构尺寸小、功耗小、耐久可靠的特点，有利于机器人的小型化设计，降低能耗并保证长期稳定工作，从而更好地完成各种视觉相关任务。 4.（填空题）目前用于非接触测试的固态阵列有自扫描光敏二极管 (SSPD) 、电荷耦合器件(CCD) 、电荷耦合光敏二极管 (CCPD) 和电荷注入器件(CID)，它们的主要区别在于______和______不同。 【答案】电荷形成的方式；电荷读出方式 5.（填空题）典型机器人视觉传感器中，视觉检测部分由______和______组成。 【答案】光电变换；A/D转换 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$