人形机器人有哪些核心传感器 -凯时k8官网

人形机器人有哪些核心传感器
浏览量:2025-12-29 浏览量:156

人形机器人是一种模仿人类外形和某些行为的机器人,通常设计成拥有类似于人类的外形。在服务业、医疗、教育、科研和工业领域等多个领域都有应用。人形机器人凭借其类人的感知交互能力、肢体结构和运动方式,能够快速融入为人类设计的各种环境,用于替代人类做简单重复劳动和危险的作业活动,同时可以辅助人类完成复杂的工作。

 

传感器是人形机器人感知能力的关键 ,决定了机器人能否在真实世界中稳定、安全、智能地与人和环境交互。将感知到的信息传达至中央处理单元,做出相应的反应和动作。

机器人内部与性能相关的感知能力和与外部交互相关的触觉、视觉、听觉能力都极为关键,直接影响机器人可使用的范围。

 

人形机器人常用的传感器及其作用

 

内部传感器--感知自身状态

此类传感器主要用于监测机器人自身的运动学和动力学状态,确保其动作的精准、稳定与安全。

关节位置/角度传感器(编码器):安装在各个关节电机处,用于实时、精确地测量关节的转动角度、位移和速度,实现高精度闭环位置控制和轨迹跟踪的基础。

关节扭矩传感器:安装在关节执行器处,直接测量电机轴的扭矩,用于负载估计、碰撞检测和阻抗控制。

六维力/力矩传感器:主要部署在手腕、脚踝和躯干等关键交互部位。能同时测量xyz三个方向的力和力矩,是实现外力辨识、柔顺控制、零力示教和动态平衡的核心。

惯性测量单元(imu):通常安装在躯干、骨盆、头部等位置。它通过测量角速度、线性加速度等数据,实时计算机器人的姿态(俯仰、横滚、航向),维持机器人动态平衡与姿态控制,相当于机器人的“小脑”。

动力系统传感器:包括温度、电流、电压传感器等,部署在电机、驱动器、电池包等关键部件上。负责监测动力系统的运行状态,实现过热保护、过载保护、能耗管理和寿命预测。

压力/应变传感器:安装在脚底或关键结构件上,用于检测接触压力或结构形变,辅助机器人进行步态调整、平衡控制以及结构健康监测。

 

外部传感器--感知外部环境

此类传感器是机器人与外部世界交互的“窗口”,用于获取环境信息、识别目标并实现人机交互。

视觉传感器:是人形机器人的“眼睛”,主要部署在头部或躯干。

rgb摄像头:用于目标检测、识别、跟踪,以及表情与手势交互。

深度相机:获取环境的深度图或点云,用于3d重建、避障、人体/手骨架估计。

激光雷达:生成高精度3d点云,主要用于大范围环境的slam建图、定位和障碍物检测。

触觉传感器:成为电子皮肤,模拟人类皮肤,主要覆盖在灵巧手(指尖、手掌)和机身表面。能感知压力分布、温度、剪切力、纹理等物理信息,是实现精细操作(如抓取易碎物品)与安全接触的关键。

听觉传感器:麦克风阵列,部署在头部或胸前,用于语音识别、声源定位和语音增强,支持远场语音交互。

其他场景化传感器:根据特定应用场景定制。

服务/养老场景——配置心率、体温、跌倒检测等生物传感器,用于健康监测。

工业/特种场景——配置红外测温、气体检测、防爆等传感器,适应高温、有毒等恶劣环境。

安防场景——配置人脸识别、移动监测等传感器,用于身份核实和异常行为预警。

 

定位与导航传感器

此类传感器为机器人在空间中的移动提供位置和方向信息。

gnss(如gps/北斗):主要用于室外环境,提供全局定位和时间同步。

里程计:通过积分足端或驱动轮的运动,获得相对位移和速度信息,常与imu融合以提高室内或短距离导航的精度。

 

人形机器人依赖传感器构成的“感知神经网络”,实现对自身状态和外部环境的实时、全面感知,将这些信息融合后,为机器人的决策、规划和控制提供数据支撑,是其实现平衡行走、灵巧操作、环境理解和智能交互的物理基础。
相关新闻
网站地图