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[摘 要]智能機器人的研制不是某一项技术就可以完成的，它涉及到众多的领域，机器人可以代替人类完成一些较为危险和困难的工作，服务和保护了人类，促进了社会的机械化发展。未来的机器人研制方向将会越来越全面，各行各业都能利用机器人得到更好地发展，科技改变世界的梦想将逐步实现。基于此本文分析了智能移动机器人的现状和展望。
[关键词]智能移动机器人；现状；展望
中图分类号：TP242文献标识码：A 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0314-01
1 智能移动机器人
移动机器人是一种综合性较强的系统，包含了行为控制与执行、动态决策与规划以及环境感知等系统，因此智能移动机器人包含上述所有功能。此外，其设计过程在人工智能、自动化工程、计算机工程、电子工程以及机械工程与传感器技术等众多学科均有所涉及，在科技领域中极其活跃。随着技术的不断发展与完善，其应用范围越来越广泛，在服务业、医疗、国防、农业、工业等生活领域极其常见，在辐射、救援、搜捕等场所中能代替人类工作，从而令人员伤亡明显较少，所以此项技术不仅我国较为重视，在国际中也引起广泛的关注。显然，对其进行研究的过程中，多种技术、系统均融入到了其中，因此其具备上述所有功能，从而实现智能化。
2 智能移动机器人的研究意义
与普通机器人比较，智能移动机器人为了能够应对更为复杂的不确定性环境，更加强调了自主移动能力。智能移动机器人如果要具备这些能力，必须要解决五个方面的问题。第一个问题是机器人在哪个位置，也就是机器人的定位问题。第二个问题是机器人身处在哪样的环境中，也就是机器人的地图构建问题。第三个问题是机器人要去做什么，也就是机器人的任务规划问题。第四个问题是机器人如何到目标位置，也就是机器人的路径规划问题。第五个问题是机器人如何完成任务，也就是仿人机械臂的路径规划能力。其中第一个问题和第二个问题是相辅相成，也就是通常所说的SLAM（simultaneous localization and mapping），也称即时定位与地图构建。SLAM解决的问题是在机器人运行过程中根据传感器采集到的环境信息与已构建的环境地图对自身进行定位，同时根据定位结果把新采集到的环境信息加入到全局地图中，所以定位与地图构建是相互依赖而又相互影响的两个环节。研究解决以上五个方面的问题是实现移动机器人智能化的先决条件。
高档数控机床与机器人在《中国制造2025》规划中被列为政府需大力推动实现突破发展的十大重点领域。《机器人产业“十三五”发展规划》已正式发布，"十三五"期间，机器人产业必将迎来大发展的春天。尤其是近几年来，人民生活水平不断提高，人口老龄化问题的加剧以及劳动力成本急剧上升等刚性因素的驱动下，智能移动机器人需求的崛起给机器人技术与产业带来了空前的发展机遇，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
3 智能移动机器人的现状
目前移动机器人是非常重要的部分，主要包括：
3.1 导航技术
导航技术可以说是移动机器人的核心技术之一，它主要是应用于机器人的躲避障碍物的运动。其工作原理是机器人利用传感器对环境进行感知，进而对周围环境有所了解，对障碍物进行判断，并通过自身的处理从而达到躲避障碍物的目的。这一技术发展的较为成熟，在机器人技术中广泛应用，并进一步的拓展：进而发展了很多种导航模具：现阶段应用最为广泛的有GPS导航、磁导航以及视觉导航等三种导航。
3.2 路径规划技术
所谓的路径规划技术，通俗的讲，就是在多条路径中选择一条最好的路径。这一技术的“年龄”和机器人研究的“年龄”相差无几，其起源于上个世纪七十年代。对于路径的规划根据机器人智能的程度分为两种，一种是智能程度较高的机器人，已知全局路径进而选择最佳途径，一种是智能程度较低，已知路径的局部。两种路径规划技术应用于不同的用途。
3.3 传感器融合技术
在智能机器人的设计过程中，多传感器信息融合技术起着非常关键的作用。通过传感器将周围所探知的信息进行融合处理，从而体现周围的虚拟环境，之后通过其精密的计算和判断，从而保证对机器人的正确指导。例如，人工神经网络，它根据系统的要求和有关结构，从网络当中进行系统的学习，进而将收纳的信息发送给机器人，最终实现其准确无误的运作。贝叶斯估计对于白昼噪音环境有着非常高的适应能力，故而在嘈杂的环境中也能精准的控制机器。而D-S，它相当于是对前者的扩充，将全局与局部两者进行分离，从而处理局部当中的信息，进而操纵机器人运行。在实际生活当中，需要根据符合实际要求进行融合技术的选择，如此一来，才能将该技术的优越性更好的体现出来。
3.4 视觉标定技术
为移动机器人装备上各种传感器，使机器人拥有了环境感知能力，机器人能够实时完成对自身的位姿以及外部环境信息的检测和处理。比如常见的传感器：编码器、陀螺仪超声波传感器、温度传感器、力觉传感器等等，这些传感器技术的不断成熟，也给机器人的发展带来了巨大的进步。但如果要使机器人能够像人一样能够看清世界，分辨目标物体，那就需要为机器人加上视觉传感器。视觉传感器最常用的是CCD摄像机，采用摄像机就会产生两个方面的问题，一是摄像机透镜在加工及装配过程中的误差，会给成像带来畸变，二是摄像机相对于基座的关系未知，即使摄像机判断到了目标物体相对于摄像机的位置，但目标物体相对于机械手基座的关系还是未知的。为了解决以上两个问题，必须要分别进行摄像机内外参数的标定（简称摄像机标定）和摄像机与基座关系的标定。
4 智能机器人发展趋势展望
目前第三代智能移动机器人正在被研制开发，虽然过去已经有了一些成果，但是还未能满足社会发展的需求，需要进一步提高智能化水平。未来智能机器人的发展方向，可以大致概括为以下几个方面：第一，研制面向任务型机器人。仅仅依靠部分领域知识，不能完全实现智能化功能，要设计出针对某种任务的机器人，极大地发挥人工智能的力量；第二，建立机器人与网络之间的联系，网络成为一种控制机器人的方式；第三，应用鲁棒性较高，易于推广应用，成本较低的新型智能控制算法，如神经网络、遗传算法、模糊逻辑、基于概率论的推理等方法应用于集成技术的发展，更好地解决各类疑难问题，如多目标问题、非线性问题、优化问题等。另外，环境的多变性和复杂性要求必须提高机器人的学习能力和适应环境的能力，可以利用蚁群算法、免疫算法等；第四，研制更加简单、人性化的智能人机接口，以满足不同使用对象所提出的多样的智能任务，如手写识别功能、图像和语言的理解功能、不同语种的辨识功能；第五，已有的传感器技术已经不能满足机器人信息融合能力的要求，必须进一步研究传感技术，寻找新的方法和理论，更好地提高机器人的信息分析和处理能力；第六，寻找多台机器人同时工作的方法规则。分析各类机器人的功能和属性，协调好多台机器人的分工合作任务，提高机器人的实时判断和决策能力，提高多机器人完成复杂任务的效率。
总之，在未来的应用中需要进一步加强移动机器学习技术，使机器人能够通过自身的学习来识别空间中的任意物体，提高机器人的智能化，为人们提供更好的服务。
参考文献：
[1]陈亿.智能移动机器人技术现状及展望[J].好家长，2016（29）：228.
[2]谢亚楠.移动机器人路径规划算法的研究[D].西安建筑科技大学，2016.
[3]唐亦敏.移动机器人路径跟踪的智能控制设计分析[J].电子技术与软件工程，2016（08）：142-143.
[关键词]智能移动机器人；现状；展望
中图分类号：TP242文献标识码：A 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）41-0314-01
1 智能移动机器人
移动机器人是一种综合性较强的系统，包含了行为控制与执行、动态决策与规划以及环境感知等系统，因此智能移动机器人包含上述所有功能。此外，其设计过程在人工智能、自动化工程、计算机工程、电子工程以及机械工程与传感器技术等众多学科均有所涉及，在科技领域中极其活跃。随着技术的不断发展与完善，其应用范围越来越广泛，在服务业、医疗、国防、农业、工业等生活领域极其常见，在辐射、救援、搜捕等场所中能代替人类工作，从而令人员伤亡明显较少，所以此项技术不仅我国较为重视，在国际中也引起广泛的关注。显然，对其进行研究的过程中，多种技术、系统均融入到了其中，因此其具备上述所有功能，从而实现智能化。
2 智能移动机器人的研究意义
与普通机器人比较，智能移动机器人为了能够应对更为复杂的不确定性环境，更加强调了自主移动能力。智能移动机器人如果要具备这些能力，必须要解决五个方面的问题。第一个问题是机器人在哪个位置，也就是机器人的定位问题。第二个问题是机器人身处在哪样的环境中，也就是机器人的地图构建问题。第三个问题是机器人要去做什么，也就是机器人的任务规划问题。第四个问题是机器人如何到目标位置，也就是机器人的路径规划问题。第五个问题是机器人如何完成任务，也就是仿人机械臂的路径规划能力。其中第一个问题和第二个问题是相辅相成，也就是通常所说的SLAM（simultaneous localization and mapping），也称即时定位与地图构建。SLAM解决的问题是在机器人运行过程中根据传感器采集到的环境信息与已构建的环境地图对自身进行定位，同时根据定位结果把新采集到的环境信息加入到全局地图中，所以定位与地图构建是相互依赖而又相互影响的两个环节。研究解决以上五个方面的问题是实现移动机器人智能化的先决条件。
高档数控机床与机器人在《中国制造2025》规划中被列为政府需大力推动实现突破发展的十大重点领域。《机器人产业“十三五”发展规划》已正式发布，"十三五"期间，机器人产业必将迎来大发展的春天。尤其是近几年来，人民生活水平不断提高，人口老龄化问题的加剧以及劳动力成本急剧上升等刚性因素的驱动下，智能移动机器人需求的崛起给机器人技术与产业带来了空前的发展机遇，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
3 智能移动机器人的现状
目前移动机器人是非常重要的部分，主要包括：
3.1 导航技术
导航技术可以说是移动机器人的核心技术之一，它主要是应用于机器人的躲避障碍物的运动。其工作原理是机器人利用传感器对环境进行感知，进而对周围环境有所了解，对障碍物进行判断，并通过自身的处理从而达到躲避障碍物的目的。这一技术发展的较为成熟，在机器人技术中广泛应用，并进一步的拓展：进而发展了很多种导航模具：现阶段应用最为广泛的有GPS导航、磁导航以及视觉导航等三种导航。
3.2 路径规划技术
所谓的路径规划技术，通俗的讲，就是在多条路径中选择一条最好的路径。这一技术的“年龄”和机器人研究的“年龄”相差无几，其起源于上个世纪七十年代。对于路径的规划根据机器人智能的程度分为两种，一种是智能程度较高的机器人，已知全局路径进而选择最佳途径，一种是智能程度较低，已知路径的局部。两种路径规划技术应用于不同的用途。
3.3 传感器融合技术
在智能机器人的设计过程中，多传感器信息融合技术起着非常关键的作用。通过传感器将周围所探知的信息进行融合处理，从而体现周围的虚拟环境，之后通过其精密的计算和判断，从而保证对机器人的正确指导。例如，人工神经网络，它根据系统的要求和有关结构，从网络当中进行系统的学习，进而将收纳的信息发送给机器人，最终实现其准确无误的运作。贝叶斯估计对于白昼噪音环境有着非常高的适应能力，故而在嘈杂的环境中也能精准的控制机器。而D-S，它相当于是对前者的扩充，将全局与局部两者进行分离，从而处理局部当中的信息，进而操纵机器人运行。在实际生活当中，需要根据符合实际要求进行融合技术的选择，如此一来，才能将该技术的优越性更好的体现出来。
3.4 视觉标定技术
为移动机器人装备上各种传感器，使机器人拥有了环境感知能力，机器人能够实时完成对自身的位姿以及外部环境信息的检测和处理。比如常见的传感器：编码器、陀螺仪超声波传感器、温度传感器、力觉传感器等等，这些传感器技术的不断成熟，也给机器人的发展带来了巨大的进步。但如果要使机器人能够像人一样能够看清世界，分辨目标物体，那就需要为机器人加上视觉传感器。视觉传感器最常用的是CCD摄像机，采用摄像机就会产生两个方面的问题，一是摄像机透镜在加工及装配过程中的误差，会给成像带来畸变，二是摄像机相对于基座的关系未知，即使摄像机判断到了目标物体相对于摄像机的位置，但目标物体相对于机械手基座的关系还是未知的。为了解决以上两个问题，必须要分别进行摄像机内外参数的标定（简称摄像机标定）和摄像机与基座关系的标定。
4 智能机器人发展趋势展望
目前第三代智能移动机器人正在被研制开发，虽然过去已经有了一些成果，但是还未能满足社会发展的需求，需要进一步提高智能化水平。未来智能机器人的发展方向，可以大致概括为以下几个方面：第一，研制面向任务型机器人。仅仅依靠部分领域知识，不能完全实现智能化功能，要设计出针对某种任务的机器人，极大地发挥人工智能的力量；第二，建立机器人与网络之间的联系，网络成为一种控制机器人的方式；第三，应用鲁棒性较高，易于推广应用，成本较低的新型智能控制算法，如神经网络、遗传算法、模糊逻辑、基于概率论的推理等方法应用于集成技术的发展，更好地解决各类疑难问题，如多目标问题、非线性问题、优化问题等。另外，环境的多变性和复杂性要求必须提高机器人的学习能力和适应环境的能力，可以利用蚁群算法、免疫算法等；第四，研制更加简单、人性化的智能人机接口，以满足不同使用对象所提出的多样的智能任务，如手写识别功能、图像和语言的理解功能、不同语种的辨识功能；第五，已有的传感器技术已经不能满足机器人信息融合能力的要求，必须进一步研究传感技术，寻找新的方法和理论，更好地提高机器人的信息分析和处理能力；第六，寻找多台机器人同时工作的方法规则。分析各类机器人的功能和属性，协调好多台机器人的分工合作任务，提高机器人的实时判断和决策能力，提高多机器人完成复杂任务的效率。
总之，在未来的应用中需要进一步加强移动机器学习技术，使机器人能够通过自身的学习来识别空间中的任意物体，提高机器人的智能化，为人们提供更好的服务。
参考文献：
[1]陈亿.智能移动机器人技术现状及展望[J].好家长，2016（29）：228.
[2]谢亚楠.移动机器人路径规划算法的研究[D].西安建筑科技大学，2016.
[3]唐亦敏.移动机器人路径跟踪的智能控制设计分析[J].电子技术与软件工程，2016（08）：142-143.