【摘要】：針對(duì)仿人機(jī)器人的嗅覺及多種混合氣體識(shí)別問題,提出一種人工肺-嗅覺系統(tǒng)(HALOS-I)及基于主動(dòng)呼吸的氣體識(shí)別方法.該系統(tǒng)硬件主要集成了微型真空泵、酒精/硫化氫/氨氣/煙霧/甲烷5種氣體傳感器、單片機(jī)以及信號(hào)采集與處理電路;分別用K-均值聚類分析法、遺傳算法結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA+BP)、三級(jí)級(jí)聯(lián)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GA+3BP)進(jìn)行了5種單一氣體及4種混合氣體的識(shí)別實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:GA+BP算法僅對(duì)5種單一氣體識(shí)別率達(dá)到90%以上,加入混合氣體后識(shí)別率較低;GA+3BP算法除對(duì)硫化氫和煙霧的混合氣體識(shí)別率為70%以外,對(duì)其余8種氣體識(shí)別率均在90%以上,表明GA與多級(jí)級(jí)聯(lián)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合方法對(duì)多種單一及混合氣體具有較高的識(shí)別率.
【圖文】：

⑿駝嬋氈謾⑿?覺傳感器集成體系統(tǒng)、電源和“呼吸道”導(dǎo)氣管組成．其中真空泵為VM6005型真空泵，實(shí)現(xiàn)嗅覺系統(tǒng)的抽排氣，抽氣速率為5L/min;嗅覺傳感器集成體系統(tǒng)集成有酒精/硫化氫/氨氣/煙霧/甲烷5種分立嗅覺傳感器和單片機(jī)及多路A/D轉(zhuǎn)換器、電壓轉(zhuǎn)換模塊等器件，選擇日本費(fèi)加羅公司TGS系列5種傳感器TGS822、TGS825、TGS826、TGS2600、TGS2611分別作為酒精、硫化氫、氨氣、煙霧、甲烷傳感器．但這些傳感器對(duì)不同氣體存在交叉響應(yīng)，即對(duì)每種氣體都有響應(yīng)甚至于相近難以區(qū)分，集成在一起時(shí)給準(zhǔn)確識(shí)別對(duì)應(yīng)氣體帶來難度．圖1為設(shè)計(jì)的人工肺－嗅覺系統(tǒng)實(shí)物圖，依靠真空泵主動(dòng)呼吸，仿人頭像機(jī)器人從鼻孔處實(shí)現(xiàn)對(duì)象氣體的吸入，使其進(jìn)入嗅覺傳感器集成體系統(tǒng)的進(jìn)氣口1，流經(jīng)內(nèi)部的傳感器檢測(cè)部后由2口流出至真空泵進(jìn)氣口3，最后由4口排出．嗅覺傳感器集成體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括安裝在電路板上的5種嗅覺傳感器、集氣容腔殼體、兩塊電路板及端蓋;其內(nèi)部的單片機(jī)通過ＲS232串口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)(仿人機(jī)器人主控計(jì)算機(jī))通信．真空泵所需電源電壓為12V，傳感器集成體系統(tǒng)所需電源電壓為5V．圖3所示為嗅覺系統(tǒng)部件實(shí)物圖．圖1用于仿人頭像機(jī)器人的人工肺－嗅覺系統(tǒng)實(shí)物圖Fig．1Artificiallung-olfactorysensesystemforhumanoidportraitrobot!"#$%&!!"#$%!*)(’&!’()*+,&-./0123456+,-*&""2786+,-$*’.;<=/+,-*&!!29:6>?@A@’()*++,-$*&2B&6+,-$**2CD6.0/EFGHIJ.1/KLMNOPQ.RSTUV/!"!1—主外殼;2—電路板;3—O型圈;4—緊定螺釘;5—端蓋;6—通孔螺釘;7—密封塞;8—硅膠管;9—螺母;10—螺釘圖2嗅覺系統(tǒng)裝配體結(jié)構(gòu)圖Fig．2Assemblyoftheolfactorysensesystem!!"#$%&’()*!""#$+,-./01234567圖3嗅覺傳感器集成體實(shí)

本文編號(hào)：2724297