智能移動機器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望研究

湖南省長沙市雅禮中學 陳紫曄

智能移動機器人技術(shù)現(xiàn)狀及展望研究

湖南省長沙市雅禮中學 陳紫曄

智能移動機器人技術(shù)主要應用在路徑規(guī)劃、機器人的定位與導航、運動控制等范疇。本文通過對移動機器人現(xiàn)今狀態(tài)及未來展望進行的綜合論述。以移動機器人的整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并重點的探討了移動機器人技術(shù)中的占主導位置的路徑規(guī)劃技術(shù)、導航技術(shù)和多傳感器信息融合技術(shù)，研究出高智能情感移動技術(shù)以及視覺導航技術(shù)等是移動機器人未來發(fā)展的主要方向。

多傳感器信息融合；路徑規(guī)劃；移動機器人

移動機器人的發(fā)明已經(jīng)有了很長一段時間，人們對移動機器人有著更多的偏愛，因為他們可以在生活中有效的幫助人們，實現(xiàn)部分的勞動替代，極大的促進了勞動生產(chǎn)率的提高。對于人類文明而言，機器人的研制也是科技進步的直接體現(xiàn)，在人類不斷解決困難的過程中，機器人起到了越來越重要的作用。接受人的指令，依據(jù)提前編制好的程序，移動機器人可以實現(xiàn)自主行動，比較高級的機器人還能做出一定的分析和判斷。這種強大的學習能力是其他工具所不具備的，也是機器人能夠吸引眾多參與者的重要原因。隨著技術(shù)發(fā)展，移動機器人的應用越來越廣泛，性能不斷提高。

1.智能移動機器人整體結(jié)構(gòu)

對于機器人的研制之初就是按照人類的模板進行的，單純的工作型機器人不一定具有人類的完整結(jié)構(gòu)，不過從整體結(jié)構(gòu)而言都要滿足機器人的基本構(gòu)成。這種研究在一開始就決定了機器人的研究不會是簡單的代替品，要能夠自主的做出反應。移動機器人要能夠做到認識、設計及控制。在早期機器人的基礎之上，移動機器人及實現(xiàn)了快速的發(fā)展。目前，從工作環(huán)境的認知到設計路徑執(zhí)行到最后的對自身控制，移動機器人完成了分級結(jié)構(gòu)、反應結(jié)構(gòu)及執(zhí)行的建立和執(zhí)行。

1.1分級結(jié)構(gòu)

首先是最早被應用的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，也就是根據(jù)接收到的信息進行分類，將感知、規(guī)劃及執(zhí)行進行分序，進而對信息進行解讀和做出反應。

1.2反應結(jié)構(gòu)

其次是反應結(jié)構(gòu)，是一種接受信息傳導到機械位置的一種結(jié)構(gòu)，要能夠?qū)μ幚碇行牡男畔⑦M行執(zhí)行，可以在短時間內(nèi)進行操作。

1.3慎思/反應混和結(jié)構(gòu)

最后是要建立機器的自主性，與有思維的動物不同，移動機器人的混合結(jié)構(gòu)是建立在高速運轉(zhuǎn)處理器上的，要能夠?qū)碗s的環(huán)境和大量的信息做出篩選抉擇。

2.智能移動機器人主要技術(shù)

2.1導航技術(shù)

導航技術(shù)的發(fā)展，在目前應用較多的是我國的北斗、歐洲的伽利略和美國的GPS，其中市場化最多的是GPS。對于移動機器人導航，磁導航和視覺導航也是采用較多的方式。機器人的導航是有效移動的前提也是能夠完成動作的首要前提。

2.2路徑規(guī)劃技術(shù)

這種技術(shù)建立在高性能處理技術(shù)之上，要對目前的情況做出判斷后選擇一條最有路線。這種對于性能的要求是很高的，必須滿足各種環(huán)境的要求，不能產(chǎn)生對機器人不利的路線。依靠對環(huán)境信息的收集和處理，路徑規(guī)劃已經(jīng)在已知全局的條件下完成路徑規(guī)劃。未知或者局部未知的路徑規(guī)劃是目前研究的重點。

2.3傳感器融合技術(shù)

傳感器技術(shù)是智能移動不可或缺的一部分，在信息傳遞和信息融合之中，是機器人移動的關鍵技術(shù)。有了傳感器技術(shù)，機器人才能識別周圍環(huán)境，并且能夠?qū)崿F(xiàn)控制自身。沒有了對周圍環(huán)境信息的收集和判斷，機器人就不能實現(xiàn)信息的收集、判斷及次序的選擇，智能移動的準確性和學習能力也就無從談起。在傳感器信息融合和傳感器穩(wěn)定性上進行繼續(xù)研究是移動機器人的重要內(nèi)容。

3.智能移動機器人技術(shù)展望

機器人的發(fā)展是和現(xiàn)代科技的進步緊密的聯(lián)系在一起的，有了科技作為支撐，智能移動也會發(fā)展的更快更好。對于機器人的發(fā)展而言，從低級階段向高級階段邁進是一個必將經(jīng)歷的過程，也是機器人發(fā)展的智能化體現(xiàn)。設計具有情感功能的機器人，實現(xiàn)機器人和人類的和諧共處，把機器人真正的當做人類的好幫手、好朋友。各種社會需求在智能機器人身上的體現(xiàn)就是更加的具有意識，特別是情感意識。

3.1高智能機器

高端智能機器人或者稱之為高端定制機器人，依據(jù)人類的準確需要而設計制作的，可以滿足人類對于情感的需求，滿足人的感受。這種機器人的需要是人類的終極目標之一，也是對機器人全面發(fā)展的要求。這種定制級別的機器人的市場潛力一定很大，也是完善人工智能的潛在方向。

3.2情感機器人

擁有人類的外在的同時，能夠站在人類的角度思考問題，這種機器人想想都令人激動。情感機器人成為人類設計制作的目標已經(jīng)有了很長時間，在這種機器人的材料上接近仿生的材料已經(jīng)開發(fā)出來，但是情感的實現(xiàn)，任重而道遠。

3.3視覺導航機器人

視覺導航機器人是無人駕駛技術(shù)的不懈追求，減少人為因素引起的交通安全問題，是視覺導航的重要應用領域。在定位技術(shù)和傳感器技術(shù)成熟的現(xiàn)在，視覺導航機器人未來一片廣闊。

4.結(jié)語

在智能移動機器人的設計制造上，國家投入了很多的科研力量，也取得了許多成果。在各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展下，移動機器人收到許多的關注，這種對機器人的研究還會繼續(xù)深入。希望智能機器人的發(fā)展會不斷的進步，為社會進步起到巨大的推動作用。

［1］劉曦愷.地面移動機器人研究與發(fā)展趨勢［J］.科技展望，2015（24）.

［2］陸嬋嬋，密雅榮.吸塵機器人專利申請分析［J］.甘肅科技，2015（13）.

［3］化銘，季寧，羅琴娟.中國機器人的發(fā)展與成績［J］.中國新通信，2015（13）.

［4］王瑞紅.模糊控制在智能車導航中的應用［J］.自動化與儀器儀表，2015（05）.