智能移动机器人技术现状及展望

张文前

摘 要：智能移动机器人技术主要应用在路径规划、机器人的定位与导航、运动控制等范畴。本文通过对移动机器人现今状态以及未来展望进行的综合论述。以移动机器人的整体结构系统，并重点的探讨了移动机器人技术中的占主导位置的路径规划技术、导航技术和多传感器信息融合技术，研究出高智能情感移动技术以及视觉导航技术等是移动机器人未来发展的主要方向。

【关键词】多传感器信息融合 导航 路径规划 高智能情感移动机器人 视觉导航

移动机器人是人类发明进行自动执行工作任务的机器装置。它能够在接收到人类命令的指挥下，提前将运行的编排程序完成，还能凭借人工智能技术设定的大纲提要进行自主行动。其主要任务就是代替或帮助人类工作。移动机器人是一个综合性比较强大的系统，包括：动态规划和决策、环境感知、行为执行和操控等多种功能。是电子工程、传感器技术、计算机工程等多门学科的主要研究成果。它的发明与创造是机电一体化的标志性成就，也是现今科学技术成长范畴里的最具有吸引力的研究。而随着移动机器人的普遍应用，其性能的逐步完善，移动机器人技术已被全世界广泛的关注。本文通过对移动机器人的现今状态进行简单的分析，探讨了其整体结构系统，并重点的探讨了移动机器人技术中的占主导位置的路径规划技术、导航技术和多传感器信息融合技术，研究出移动机器人未来发展的主要方向。

1 智能移动机器人的整体结构系统

在1960年代左右，就开始进行机器人的研究，其功能主要表现是在复杂环境下将任务对象进行识别，并能自主的进行推理，完成路径的规划以及控制。现今的

智能移动机器人在早期的基础上不断的完善与改进，已经能够对工作环境进行感知，具有决策控制以及任务规划的能力。其整体结构系统的组成具有三大要素，分别是感知、规划、执行。智能移动机器人的整体结构系统可分为以下三种。

1.1 分级结构

是最早被应用的结构系统，优点是将感知、规划、执行进行分序；缺点是反应速度慢，响应时间过长。

1.2 反应结构

是减少了分机结构规划的部分，由感知与执行同时操作的结构组成。其优点是节省时间、速度快。缺点是路径规划存在缺陷。

1.3 慎思/反应混和结构

是反应结构的改革与创新。采用异步处理技术，可以独立自主执行任务。

2 智能移动机器人技术中占主导位置的技术分析

2.1 导航技术

导航技术主要是移动机器人以传感器对环境以及自身情况进行感知，自主的完成躲避障碍的运动，也是一项核心技术。现今，导航技术的普遍应用，使移动机器人的导航模式具有很多种，最主要就是GPS导航、磁导航与视觉导航等。

2.2 路径规划技术

路径规划技术指的是根据性能指标的要求，探索到目的地的一条最好的无碰撞路径。1970年开始对路径规划技术进行研究，凭借其对环境信息的控制程度可以分为两种路径规划，包括：已知全局、未知或不完全的局部。目前人们主要研究的重点就是未知或不完全的局部路径规划技术。

2.3 多传感器信息融合技术

1980年开始对多传感器信息融合技术进行研究，也是机器人技术中的一项核心技术。信息融合指的是由多个不同的传感器所掌握的环境信息进行融合处理，可以将外部的环境全面的显示。它将信息的冗余性、实时性、互补性以及低成本性等进行融合。因此能够直观精确、完整的展现出环境特点，并且进行正确的判断，采取相应对策，确保了系统的稳定性、准确性以及快速性。

3 智能移动机器人技术的展望

随着经济的飞速发展与科技的不断进步，机器人的成长也在从低级向高级迈进，未来的机器人是会更加的智能化育情感化，实现与人类共存的社会局面。在机器人的发展过程中，有很多的因素对其产生影响，因此，导致其发展的方向也有很多个。

3.1 高智能机器人

高智能情感机器人主要是指拥有人类智能的情感机器人，由于科学技术的不断进步，高智能情感机器人的兴起，是机器人未来发展的主要方向之一。现今的智能移动机器人其智能化发展还不够全面，仍处于机器人的研究初期。其技术的中旨是对智能的理解，因此，研究出全面完善的人工智能，才能创造出新型高端的类人智能机器人。

3.2 情感机器人

机器人发展的最高进程就是情感机器人，他拥有对人类情感的理解与思考，是机器人发展最高端的表现，可如今的技术还达不到研发此类机器人的标准，但是不可否认的是，未来机器人主要的发展目标就是情感机器人。

3.3 视觉导航机器人

主要是在非结构化环境进行视觉导航的机器人，其主要技术来自于导航与定位技术，这种机器人的发展，也是未来机器人的主要发展方向之一。

4 结束语

智能移动机器人是一个综合性比较强大的系统，涵盖电子工程、传感器技术、计算机工程等多门学科各种各样的技术，也是一项非常重要的研究成果。它涉及的领域之广泛，很受人们的欢迎与喜爱。但现今的智能移动机器人，其智能化与情感化还不够完善，需要我们不断的进行改良与创新。大力的发展智能移动机器人，不仅能推动信息时代的发展，也能促进我国经济的进步。

参考文献

[1]刘静，陈浩，张明.树木涂白机器人行走装置的设计及仿真[J].桂林理工大学学报，2015（02）.

[2]张楠，姜树海.消防机器人研究进展及其在森林消防中应用前景[J].世界林业研究，2015（02）

[3]刘丽，熊家新，徐鹤，苏东楠，王丹丹，陈纯.差速轮式移动机器人的定位导航算法[J].长春理工大学学报（自然科学版），2014（04）.

[4]霍天枢.基于视觉检测的机器人自动粘贴商标系统设计[J].吉林广播电视大学学报，2013（11）.

[5]仲训昱.遥自主移动机器人运动规划与控制技术研究[D].哈尔滨工程大学，2009.

作者单位

国机智能科技有限公司 北京市 102206