機器人是指可以進行半自主或全自主工作的智能機器,隨著時代的發(fā)展,機器人已經(jīng)擁有了各種各樣的功能以及形式,而移動機器人的研究則可以追溯到上個世紀60年代末期。
當時斯坦福研究院的的Charles Rosen等人為了研究應用人工智能技術,研造出了名為Shakey的自主移動機器人,同一時期,操作式步行機器人也被研發(fā)出來。由此,人類對機器人的研究開始涉及步行機構方面,移動機器人開始登上歷史舞臺。
隨著硬件以及軟件的突破發(fā)展,移動機器人的發(fā)展也十分迅速,移動機器人也變得更加智能化,智能移動機器人應運而生。
圖片來源:ofweek維科網(wǎng)
智能移動機器人整體結構:
1、分級結構
分級結構是在智能移動機器人上最早被應用的系統(tǒng),負責將智能移動機器人所接收的信息進行分類,通過對感知、規(guī)劃、執(zhí)行安排層次,對信息進行解讀并做出反應。
2、反應結構
反應結構是將智能移動機器人接受的信息準確傳達到機械位置的結構,可以執(zhí)行處理中心的信息,并在短時間內(nèi)完成操作。
3、混合結構
自主性是智能移動機器人的特點,通過高性能處理器的加持,可以對周圍復雜環(huán)境以及龐雜的信息進行篩選。
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智能移動機器人的主要技術
1、定位與導航技術
定位是移動機器人導航的前提,通過確定機器人在二維坐標中的位置來保障后續(xù)的移動。根據(jù)配備不同的傳感器,定位也有不同方法。主要定位方法有:聲音定位、慣性定位以及路標定位等。導航是保障機器人準確移動的基礎,據(jù)導航方式的不同,可以分為基于各類導航信號的視覺導航、路標導航和味覺導航以及基于環(huán)境信息的地圖模型導航。
2、路徑規(guī)劃技術
不管是采用哪種導航方式,路徑規(guī)劃都是智能移動機器人導航的重要環(huán)節(jié)。路徑規(guī)劃是指按照需求,搜索一條由起始狀態(tài)至目標狀態(tài)的最優(yōu)或者接近最優(yōu)的路徑。根據(jù)機器人對外界環(huán)境獲取信息的不同,可以分為完全了解環(huán)境信息的全局規(guī)劃以及完全不了解或部分不了解環(huán)境信息,借由傳感器對外界環(huán)境進行探索以獲取障礙物相關信息的局部路徑規(guī)劃。
3、傳感器技術
智能移動機器人傳感技術主要是對機器人自身處所的位置、方向信息和外部環(huán)境信息的檢測及處理,所采用的傳感器分為內(nèi)部傳感器與外部傳感器。其中內(nèi)部傳感器有:線加速度計、編碼器、激光全局定位傳感器、陀螺儀、激光雷達、磁羅盤、全球定位系統(tǒng)等。外部傳感器有:視覺傳感器、紅外傳感器、接觸與接近傳感器以及超聲波傳感器等。
3.1、傳感器融合技術
傳感器技術是智能移動機器人必不可少的部分,在信息的傳遞與融合中,傳感器技術是機器人移動的關鍵技術。正因為存在傳感器技術,機器人才能識別周圍環(huán)境,并控制白身。隨著智能移動機器人鎖所攜帶的傳感器越來越多,將傳感器信息融合也成了智能移動機器人發(fā)展的重點。目前多傳感器融合的主要方法有:貝葉斯估計、卡爾曼濾波、加權平均法、D-S證據(jù)推理、統(tǒng)計決策理論等。
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智能移動機器人的未來發(fā)展
機器人的發(fā)展依托于現(xiàn)代科技的進步,隨著5G時代的到來,機器人的發(fā)展也將更進一步,更加智能高效的機器人很快將會登上歷史的舞臺。這些機器人將大幅度解放生產(chǎn)力,在各個領域為人類提供幫助,特別是在醫(yī)療、救援探索以及工業(yè)生產(chǎn)方面,機器人將起到重要的作用。智能移動機器人作為機器人中的一類,也將得到進一步的發(fā)展,在人類的日常生活中扮演更為重要的角色。
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