移动机器人原理与技术 课件全套 王晓华 第1--10章 绪论--- 移动机器人ROS系统.ppt

移动机器人技术原理

与应用

第一章绪论

1.1机器人与移动机器人概念

1.2移动机器人的发展

1.3移动机器人的基本结构

1.4移动机器人的研究内容

1.1机器人与移动机器人概念

满足以下三个条件的机器称为机器人：

(1)具有脑、手、脚、等三要素的个体；

(2)具有非接触传感器和接触传感器；

(3)具有平衡觉和固有觉的传感器。

其中，非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机

器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感

知本身状态所不可缺少的传感器。

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1.1机器人与移动机器人概念

我国对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，

所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力

，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种

具有高度灵活性的自动化机器。”

机器人技术主要分两大类，即工业机器人和移动机器人。

移动机器人是一种在复杂环境下工作的，具有自行组织、

自主运行、自主规划的智能机器人。智能移动机器人是一

个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功

能于一体的综合系统。4

1.2移动机器人的发展

从移动机构角度看，移动机器人通常包括轮式移动机器人

、履带式移动机器人两种基本的移动机器人。在此基础上

，移动机器人的移动机构逐渐发展出现步进式移动机构、

蠕动式移动机构、蛇行式移动机构和混合式移动机构，以

适应不同的工作环境和场合。

一般室内移动机器人通常采用轮式移动机构，轮式移动机

器人有着自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方

便、行走速度快、机动灵活、工作效率高等优点，但其运

动稳定性受路况影响较大。5

1.2移动机器人的发展

履带式移动机器人具有接地压力小，在松软的地面附着性

能和通用性能好，爬楼梯、越障平稳性高，自复位能力良

好。但是履带式移动机器人的速度慢、功耗大、转向时对

地面的破坏程度大。

以腿足式移动机器人为代表的步进式移动机构，自由度较

多，能够满足某些特殊的性能要求，能适应复杂的地形，

但因其机构复杂，存在难以控制、功耗大的缺点。

蠕动式移动机构和蛇行式移动机构通常作为模仿某种生物

运动方式的仿生机器人采用的相应的移动机构。6

1.2.1轮式移动机器人的发展

年美国研制成功

1.国外轮式移动机器人发展1969SRI

“Shakey”系统，它只

能解决简单的感知、运

动规划和控制问题，采

用的是两个主动轮再加

上两个从动轮的驱动方

式。同时，安装了包括

视觉传感器、超声传感

器在内的许多传感器。

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1.2.1轮式移动机器人的发展

年，前苏联将

1.国外轮式移动机器人发展1970

Lunokhod月球车送上月

球，主要任务是收集月

球表面照片，全车拥有3

个摄像头、激光测距、

X射线探测仪、磁场探

测仪等装置，它的八个

相互独立的电动车轮均

为驱动轮。