移动式智能服务机器人现状.pdfVIP

第20卷；fj4期 vol20。SS 1998年8，J 机器人ROBOT Aug．1999 ● 移动式智能服务机器人的现状+ 汪云涛吴林 鲍青山 王树国 现{℃蚪接牛广技术l目家蘸，-空驰审 (1☆尔滨r仲^学机器^研究所】。(1”n 哈尔演T此』、学15004)I) r综述，并根据已默褂的成 摘要 本史对”铺U移动止Jj}{备机器人研究和心甩的现状进干r 果顶测r服务机器人研究的发艘趋贽，指“l良好的性能价格tZa+皮好的人机接fj将是移动，℃服务 机器人走向实用化成败的关键． 关键词 移动式服务帆器人，人机接u，‘降能价格比 ，引言 住l’业机器人问世30年后的今犬，它已被世人看作是1种乍产11具．在制造、装配领 域以及最近在服务行业．机器人的戍用取得r明显的进展，从而E1主机器人印服务机器人 作为“人的助手”川以提高人们的生活质培不再是梦想， 服务机器人是一种可fj由编程的移动装置，它至少应有=个运动轴，可以部分地或全 自动地完成服务l：作．这里的服务l：作指的不是为I。业生产而从事fillip务活动，而是指为 人车¨瞥化完成的服务】．作…．目}j茸曲：许多领域已经进行了很人的努力来开发服务机器人系 统，前力争在较人范闱内使川它们． 2服务机器人的技术实现 2．1机器人的组成和特点 一个理想化完善的移动式服务机器人系统通常由一!个部分组成：移动机构、感知系统 和控制系统 移动机构是服务机器人的本体，决定机器人的运动空间它有步行机构、轮式机构、 履带式机构和混台式机构等儿种． 感知系统一般采ⅢCCD摄像机，激光测距仪、超声测距仪、接触和接近觉传感器、红 外线、雷达定位等等，依据传感器的不同．井将其融台，可以获得环境的一维、二维和『三 维信息． 控制系统：随着计算机技术的迅猛发展、人I智能技术的发展和传感技术的发腱．移 动式服务机器人控制系统的研究具备了坚实的技术基础禾l良好的发展前最． 移动式服务机器人的关键技术魁感失¨系统的建正和机器人自主导航的实现．其中路径 规划技术是白主导航的重要问题． +1998、01∞I悭稿 1998年8月 31)6 2．2机器人的关键技术 z．z．1路径规划技术的发展 移动机器入的路径规划就是寻求一条从起始点剑目标点的路径，当机器人沿此路径运 动时不会与环境物体发生碰撞，事寓上这是一个导航问题．可分为三个层次，即环境的映 象及建模、路径选择、路径跟踪及避碰． 环境模翻或者是由用户输入的已知环境或者是通过对传感数据韵分析和对已有环境映 象的学习来获得的．传感器包括摄像机、红外及超声波等多种传感器．通过分析传感器数 据来构造和修正环境的映象从环境的跌：象图中，选择合适路径，满足任务指定的约束．在 确定r路径之后，根据机器人运动学和动力学控制机器人的运现，并在运动过程中不断感 知环境，测试可能发生的碰撞，将信息反馈剑规划器 机器人路铮规划已有的方法有：边缘探测法、拓扑法、势场法、确定网络法或它们相 联接形成的混合法o“． 边缘探测法是检测陴碍的可见边缘，将这砦边缘线连接就构成了障碍物的边界，边界 信息能决定避碰的合适方法．它的缺点是运用这种方法瞰，需耍机器人停F执