移動定位技術(shù)在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用

在智能機器人設(shè)計中應(yīng)用移動定位技術(shù)，能夠優(yōu)化機器人內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使得機器人能夠了解周圍環(huán)境與自身位置，從而進(jìn)行移動與決策。本文研究在探究智能機器人發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，論述了移動定位技術(shù)在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用要點，并對智能機器人簡化運動模型進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】移動定位技術(shù) 智能機器人設(shè)計

信息化時代背景下，智能機器人的設(shè)計不斷完善。尤其是移動定位技術(shù)的應(yīng)用，完善了智能機器人的系統(tǒng)功能，提高了智能機器人的實際應(yīng)用效率。移動定位技術(shù)，可以使智能機器人自動識別周圍環(huán)境，做出正確判斷，從而完成設(shè)定的任務(wù)。

1 機器人發(fā)展歷程

智能機器人起源于1920年，屬于自動化置。美國機器人學(xué)會，將機器人定義為可進(jìn)行自動編程，智能化完成各項工作任務(wù)的機械。智能機器人，可以進(jìn)行材料搬運、零件工具維修等，工作效率較高，能夠代替人類進(jìn)行高危工作。智能機器人的發(fā)展，主要經(jīng)歷了三個階段：第一階段，第一代機器人的工作方式，主要是人工展示之后，機器人再進(jìn)行模仿，需要與計算機編程有效結(jié)合。第二階段，第二代機器人主要是利用傳感技術(shù)獲取周圍環(huán)境與任務(wù)對象的信息，機器人可以通過柔性方式適應(yīng)環(huán)境。第三階段，第三代機器人具有較強的環(huán)境適應(yīng)能力，能夠通過感知獲得事物的信息，功能比較強大，能夠進(jìn)行推理、規(guī)劃、決策等。

2 定位技術(shù)在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用要點

智能機器人，能夠通過導(dǎo)航定位確定位置，并進(jìn)行移動完成任務(wù)。智能機器人在環(huán)境中移動，最重要的是了解自身位置，而采用移動定位技術(shù)，機器人可以在結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中準(zhǔn)確確定位置。智能機器人設(shè)計過程，應(yīng)用的移動定位技術(shù)較多，常見的有以下幾種。

2.1 內(nèi)部傳感器定位

內(nèi)部傳感器定位技術(shù)，是智能機器人設(shè)計常用的移動定位技術(shù)之一。其主要是采用里程計、方向計等內(nèi)部傳感器，通過累計測量去推算機器人的位置。內(nèi)部傳感器定位技術(shù)，能夠確定機器人的初始位置與方向，從而完成定位。內(nèi)部傳感器定位技術(shù)，具有一定的局限性，計算過程容易出現(xiàn)誤差，并且誤差會不斷積累擴大，影響智能機器人的定位精度。

2.2 主動傳感器定位

主動傳感器定位技術(shù)，主要是通過超聲波、激光等主動傳感器進(jìn)行定位。主動傳感器定位技術(shù)，在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用，需要在環(huán)境中設(shè)立電磁、紅外等信息標(biāo)志。機器人在工作過程中，可以利用主動傳感器定位技術(shù)，獲取環(huán)境中的信息標(biāo)志，從而確定自身位置。主動傳感器定位技術(shù)，主要是通過超聲波去獲取機器人在環(huán)境中的絕對坐標(biāo)信息，通過激光測距儀去獲取機器人在環(huán)境中的相對坐標(biāo)信息。此種定位方法，定位準(zhǔn)確性較高，具有較強的抗干擾能力。

2.3 視覺傳感器定位

視覺傳感器定位技術(shù)，是智能機器人設(shè)計中常用的移動定位技術(shù)之一。其是近幾年研發(fā)的新型定位技術(shù)，工作原理主要是利用圖像處理方法，建立周圍環(huán)境的模型，再根據(jù)模型去確定機器人自身位置。此種定位方法的誤差性較低，計算過程比較復(fù)雜，對環(huán)境條件的要求較高。視覺傳感器定位技術(shù)，受到傳感器視場大小的影響較大，需要及時的解決此類問題，提高視覺傳感器定位的功能。

2.4 激光掃描定位

激光掃描定位，是智能機器人設(shè)計過程最常用的移動定位技術(shù)之一。其屬于高科技產(chǎn)物，是近幾年最新研發(fā)的新型科技。激光掃描定位技術(shù)，主要是利用旋轉(zhuǎn)鏡面機構(gòu)發(fā)射激光束，并且能夠識別路標(biāo)信息。通過路標(biāo)信息，測量路標(biāo)在環(huán)境中的幾何關(guān)系，依據(jù)已知路標(biāo)與地圖的關(guān)系，利用計算傳感器系統(tǒng)計算位置信息，從而確定機器人自身位置。激光掃描定位技術(shù)，具有定位精度高、抗干擾性強、誤差小等特點，適合廣泛進(jìn)行推廣使用。但是其同樣具有一定的局限性，發(fā)射的激光束會對人身造成傷害。

2.5 全球衛(wèi)星定位

全球衛(wèi)星定位技術(shù)，在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用，主要是利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，機器人可以接收到衛(wèi)星所發(fā)射的信號，從而分析出環(huán)境位置。全球衛(wèi)星定位技術(shù)，是國美研發(fā)的移動定位技術(shù)，其具有定位快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點。但是受到天氣的影響嚴(yán)重，惡劣天氣會導(dǎo)致定位出現(xiàn)誤差。目前，采用DGPS能夠有效的解決天氣影響問題。全球衛(wèi)星定位技術(shù)，主要應(yīng)用于戶外作業(yè)的智能機器人。

3 機器人簡化運動模型

智能機器人簡化運動模型，對于智能機器人的工作安全具有重要意義，是具有較高價值的研發(fā)領(lǐng)域。智能機器人簡化運動模型，主要是針對障礙環(huán)境，需要機器人能夠自動定位環(huán)境信息，找出由起點到終點的路線捷徑，能夠有效的規(guī)避障礙。智能機器人簡化運動模型的建立，仍然處于研究階段，不同環(huán)境中機器人的路線規(guī)劃不同。目前，智能機器人在靜態(tài)路線規(guī)劃中取得了一定的成績，但是在靜態(tài)環(huán)境規(guī)劃中卻存在較大的不確定性。運動模型建設(shè)過程中，對障礙物信息獲知非常重要，最優(yōu)路線的形成主要是根據(jù)環(huán)境信息推算出。因此，對于智能機器人簡化運動模型的建設(shè)，需要盡可能的獲取障礙信息，并且在最短時間內(nèi)推算出最優(yōu)路線。

4 結(jié)論

綜上所述，本文研究了智能機器人發(fā)展歷程，從內(nèi)部傳感器定位、主動傳感器定位、視覺傳感器定位、激光掃描定位等幾方面，論述了移動定位技術(shù)在智能機器人設(shè)計中的應(yīng)用要點，并對智能機器人簡化運動模型進(jìn)行具體分析，以期為未來智能機器人的設(shè)計改進(jìn)提供參考。

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作者簡介

郭沛正（2000-），男，河南省鄭州市人?，F(xiàn)就讀于鄭州市第一中學(xué)，對計算機、電子信息等學(xué)科有濃厚興趣，多次到直升機6S店，軟件開發(fā)公司等相關(guān)單位參觀學(xué)習(xí)及動手實踐，并參加有關(guān)交流考察活動。

作者單位

鄭州市第一中學(xué) 河南省鄭州市 450000endprint