1. 视觉感知
视觉系统因其获取的信息量丰富、采样周期短、受磁场和传感器相互干扰影响小、质量轻、能耗低、使用方便经济等特点，在许多移动机器人系统中得到广泛应用。视觉传感器将景物的光信号转换为电信号。目前，主要使用数码摄像机作为图像获取的视觉传感器。视觉传感器主要包括单目、双目和全景摄像机三种类型。单目摄像机对环境信息的感知能力较弱，仅能获取摄像头正前方小范围内的二维环境信息；双目摄像机对环境信息的感知能力较强，能在一定程度上感知三维环境信息，但距离信息的感知不够精确；全景摄像机对环境信息的感知能力更强，能在360度范围内获取二维环境信息，信息量大，更容易表示外部环境状况。然而，视觉传感器的缺点是距离信息感知差、容易受光线变化和阴影干扰，且视觉图像处理需要较长的计算时间，图像处理过程复杂，动态性能较差，难以适应实时性要求高的任务。
2. 听觉感知
听觉感知是人类和机器人识别周围环境的重要感知能力，尽管其定位精度不如视觉，但听觉有许多其他感官无法比拟的优势。听觉定位是全向性的，传感器阵列可以接收来自空间中的任何方向的声音。机器人依靠听觉可以在黑暗或光线极暗的环境中进行声源定位和语音识别，这是视觉无法实现的。目前，听觉感知广泛应用于检测和解释在气体（非接触感受）、液体或固体（接触感受）中的声波。声波传感器的复杂程度可以从简单的声波存在检测到复杂的声波频率分析，甚至对连续自然语言中单独语音和词汇的识别。无论是在家用机器人还是工业机器人中，听觉感知都有广泛的应用。
3. 触觉感知
触觉是机器人获取环境信息的重要知觉形式之一，是机器人实现与环境直接作用的必需媒介。与视觉不同，触觉本身具有很强的敏感性，可以直接测量对象和环境的多种性质特征。触觉的主要任务是对机器人与对象、环境相互作用时的物理特征量进行检测或感知，以获取对象与环境信息，完成特定任务。机器人的触觉类似于人的感觉，包括接触觉、压觉、力觉、滑觉、冷热觉等与接触有关的感觉。触觉不仅能完成其他感觉如视觉所能完成的功能，还有其他感觉难以替代的特点。与视觉相比，触觉在很多功能上具有独特性。触觉和视觉的融合为机器人提供了一个可靠而坚固的知觉系统。
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