而移动机器人则是机器人的研究与工程应用的一个重要的分支。移动机器人是一个集环境感知,动态决策,路径规划,行为控制与执行等多功能于一体的综
而移动机器人则是机器人的研究与工程应用的一个重要的分支。移动机器人是一个集环境感知,动态决策,路径规划,行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术,机械工程,电子工程,计算机工程,自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善,移动机器人的应用范围大为扩展,不仅在工业,农业,国防,医疗,服务等行业中得到广泛的应用,而且在排雷,搜捕,救援,辐射和空间领域等有害与危险场合得到很好的应用:例如美国喷气推进实验室、卡内基大学及多家公司共同研发的Urbie战术侦查机器人。现在也逐渐进入现代人的日常生活中:不仅可以作为代步工具减轻人们的出行负担,例如CMU研发的立体视觉无人驾驶车;还可以作为智能轮椅来帮助行动不便的残疾人士。移动机器人的应用场景可以说涵盖了几乎所有场景:水下、地面、室内、天空、外太空,移动机器人技术也由此得到世界各国的普遍关注。
未来的发展趋势则有自主陆地车辆和无人驾驶车辆为代表的更加智能的移动机器人。不仅要具有加速,减速,前进,后退,转弯,紧急制动等常规的移动功能,更要具有任务分析,路径规划,突发状况的安全处理,信息感知等更贴近人类的判断、思考的能力。
国内外移动机器人的发展现状
2.1国外移动机器人的发展现状
人们对移动机器人的研究可以追溯到20世纪60年代,斯坦福研究所的人工智能中心研发了全球首个移动智能机器人Shakey。它可以智能感知周围的环境,自动创建、规划移动路线。Shakey的软件架构、计算机图形、导航方式、开创性的路线规划都为机器人的发展带来了深远的影响,都已经融入到网页服务器、汽车、工业、视频游戏和火星登陆器等设计中。并在电气工程和计算机科学项目中获得了IEEE里程碑奖项。这个奖项是颁发给电气工程和计算机科学领域中,自开发后历经25年仍被公认为对社会及产业发展有巨大贡献,能够造福人类的重要发明、重要事件等。
Shakey,是根据走路蹒跚的特性而命名。它拥有电视摄像头,三角测距仪和碰撞传感器,并通过无线电和视频连接到计算机上。Shakey使用程序为感知周遭地形、环境的建模和动作提供支持。低级别动作程序掌控简单的移动、转向和路径规划;中级别的动作程序以各种方式串联各种低级别动作程序,从而完成更加复杂的任务;而最高级别的程序则能够定制和执行计划,从而实现用户给定的目标。这个系统还能推广和保存这些计划,从而保证未来能够使用。此同时,以GeneralElectricQuadruped为代表的步行机器人也研究成功。它能在不平整,非结构化环境中运动。
70年代末,随着计算机技术的发展和应用,以及传感器技术的发展,移动机器人的研究又出现新的高潮。
80年代开始,在美国国防部DARPA的支助下,由CMU,Standford大学和MIT等单位开展的ALV研究;能源部制定的为期10年的机器人和智能系统计划,以及后来的空间机器人计划;日本通产省的极限环境下作业机器人计划和人形机器人计划;欧洲尤里卡中心的机器人计划等。除此之外,很多世界著名公司不惜投入重金,纷纷开始研究移动机器人。进入90年代后,随着技术的迅猛发展,移动机器人向实用化、系列化、智能化进军。涌现出许许多多智能移动机器人。如CMU的Navlab系列移动机器人系统;德国Vamors-P和Caravelle系统;日本本田公司的P系列和ASIMO人型机器人;日本索尼的SDR-3X人型机器人和AIBO娱乐型机器人等代表着移动机器人各个方面的先进研究成果。