手眼式移动小车设计开题报告(3)

美国国防高级研究计划局专门立项,制订了地面无人作战平台的战略计划。自此,全世界都开始了对室外移动机器人的研究,1983-1990年的自主地面车辆计划


美国国防高级研究计划局专门立项,制订了地面无人作战平台的战略计划。自此,全世界都开始了对室外移动机器人的研究,1983-1990年的自主地面车辆计划,1986-1995年的为期10年的机器人和智能化系统计划,以及后来的空间机器人计划,以及在极限环境下工作的机器人计划等,90年代后,随着技术的不断进步,移动机器人开始在现实的基础上开始拓展岛各个领域,向实用化进军。有NASA资助研制的行走机器人,在1994年作为能实现远程探险的高性能移动机器人在斯伯火山口进行了表演,NASA研制的火星探测机器人与1997年登上了火星,达到了移动机器人技术的巅峰,为了能够在火星上进行长距离探险,美国又开始了一代样机的研制,名为Rocky7的移动机器人在Lavic湖的河床上进行了试验,并取得了成功。之后的勇气号,机遇号火星登陆车也都是基于智能移动机器人的技术研发完成。

2.2国内移动机器人的发展现状

我国移动机器人是从八五期间开始这方面研究。同世界主要机器人大国相比,尽管我国对移动机器人的研究起步比较晚,但是发展却是很迅速。对于一些室外移动机器人的某些关键技术达到了或者接近国际先进水平。国内移动机器人主要研究成果如下:清华大学的智能移动机器人THMR-Ⅲ,Ⅴ型机器人;中科院沈阳自动化所的AGV自主车和防爆机器人;香港城市大学的自动导航车及服务机器人;哈尔滨工业大学的导游机器人;中科院自动化所的全方位移动式机器人视觉导航系统;国防科技大学的双足机器人;由南京理工大学,北京理工大学,浙江大学等多所院校联合研究的军用室外移动机器人。此外国内还有北京航空航天大学,北京科技大学,西北工业大学等院校也进行移动机器人的研究。还有华为媒体实验室的陈子冲,他带领团队成功研发应用于华为手机的实时双目视觉算法。2015年,他加入SegwayRobot项目,致力于机器人导航等视觉感知算法的研发。SegwayRobot项目于2016年1月在国际电子消费展(CES)主题演讲上发布,受到包括CNN、福布斯、TechCrunch、Wired等多家国际媒体的关注,并被评为CES最佳机器人之一。

三、 移动机器人的关键技术及发展现状

3.1移动机器人的导航技术

导航技术是移动机器人的核心技术之一。机器人如何通过不同的传感器感知周围环境信息和自身运动状态并且实现在变化的环境中自主规划路线,调整行为,是至关重要的意一项技术。目前,移动机器人主要的导航方式包括磁导航、惯性导航、GPS导航、环境地图模型匹配导航、路标导航、视觉导航等。

3.2移动机器人路径规划:

路径规划是智能判断附近信息来搜索一条从起点到目标的最优无碰撞路径。机器人路径规划的研究从70年代就已经开始了。目前位置国内外关于此技术的研究依然十分火热。根据机器人对环境信息的收集分析程度,路径规划可以分为两种:环境信息完全掌握的全局路径规划和环境信息不完全掌握或未知的基于传感器实时分析的局部路径规划。近年来人们研究的热点是后者。

全局路径规划:全局路径规划能够处理完全已知的环境信息状态下的路径规划问题。常用方法有:可视图法,栅格法,自由空间法等。

局部路径规划:如果环境发生变化,出现突发状况时,全局路径规划就会失效。此时就必须依靠局部路径规划来规划安全,正确的路径。局部路径规划的主要方法有:人工势场法,模糊逻辑法等。

3.3多传感器信息融合技术

多传感器信息融合技术是移动机器人的关键技术之一,指的是将安装在移动机器人上的各种传感器所采集的环境信息进行集成处理,形成对外部环境的整体描述与模拟。他还融合了信息的互补性、信息的冗余性、信息的实时性和信息的低成本性。因而能比较正确地,精确的反应环境特征,从而做出正确地判断和处理规划,保证了机器人系统的准确性和稳定性。