移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展方向

1、移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展方向 摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，對于機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。而由于移動機(jī)器人具有能夠自治與移動的特征，在機(jī)器人領(lǐng)域處于核心地位。在復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境中，移動機(jī)器人所發(fā)揮的作用是有目共睹的。對此，對當(dāng)前國內(nèi)外較為常見的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行剖析，并在此基礎(chǔ)上論述了該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向。 【關(guān)鍵詞】移動機(jī)器人 控制系統(tǒng) 發(fā)展方向 移動機(jī)器人屬于能夠自動執(zhí)行工作任務(wù)的機(jī)器，不但能夠按照事先編譯的程序運(yùn)行，同時人類還可對其指揮。當(dāng)前主要被運(yùn)用在生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)以及航空航天領(lǐng)域，而該領(lǐng)域的發(fā)展情況直接關(guān)系到國家綜合實(shí)力的提升速度，對此加強(qiáng)對移動機(jī)器人控制

2、系統(tǒng)的發(fā)展情況，以及未來發(fā)展方向的研究勢在必行。 1 國內(nèi)外常見的移動機(jī)器人控制系統(tǒng) 相對于國內(nèi)在移動機(jī)器人的研究狀況，能夠看出國外在該領(lǐng)域的研究是較早的，其中具有代表性的有Saphira、TeamBots以及ISR。而在國內(nèi)方面，代表性的有OSMOR、ZJMR以及Agent。下面，便對較為常用的控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹： 1.1 國外移動機(jī)器人控制系統(tǒng) 1.1.1 Saphira控制系統(tǒng) Saphira控制系統(tǒng)是移動機(jī)器人領(lǐng)域中最早的系統(tǒng)，是有SRI國際人工智能中心在1990年所研發(fā)的，此系統(tǒng)是基于本地感知空間的共享內(nèi)存與黑板，來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)與通信進(jìn)程。由于Saphira是采用C語言來進(jìn)行開發(fā)的，同時支

3、持Windows與Unix系統(tǒng)，因此具有文檔資料相對完整、系統(tǒng)資源占用少等特征。但是需注意的是，由于Saphira系統(tǒng)在定位方面無法達(dá)到當(dāng)前的實(shí)際需求，因此運(yùn)用是相對較少的。 1.1.2 TeamBots控制系統(tǒng) 本系統(tǒng)是基于Java包與Java應(yīng)用程序而構(gòu)建的，經(jīng)過20余年的發(fā)展后，此系統(tǒng)截止到目前已經(jīng)被運(yùn)用到多種類型的機(jī)器人平臺當(dāng)中。除此之外，在適用的操作系統(tǒng)方面，其中具有代表性的有Windows、MacOS以及Linux等，因此其運(yùn)用的范圍是更加廣泛的。 1.1.3 ISR控制系統(tǒng) ISR是基于行為的控制模式，其中是有任務(wù)執(zhí)行層、反映層以及推理層所構(gòu)成的，是有CAS研究中心所研發(fā)的。其中

4、，任務(wù)執(zhí)行層的作用是執(zhí)行推理層所傳輸?shù)闹噶?；反映層其中包含資源、控制器以及行為；推理層的功能是根據(jù)用戶的指令來對決策進(jìn)行制定。此外，ISR控制系統(tǒng)僅能夠在Linux中進(jìn)行操作，并且沒有公開化使用。 1.2 國內(nèi)移動機(jī)器人控制系統(tǒng) OSMOR是我國首個機(jī)器人系統(tǒng)，此系統(tǒng)在傳感器處理方面具有明顯的優(yōu)勢，并且為了能夠防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜性與傳感器多樣性的影響，本控制系統(tǒng)將傳感器數(shù)據(jù)的處理劃分為單獨(dú)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。但是需注意的是，OSMOR屬于沈陽自動化研究所的實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)的機(jī)器人系統(tǒng)，因此被沒有得到廣泛的運(yùn)用。 與此同時，我國各個高校也加大了對移動機(jī)器人的研究力度。其中，浙江大學(xué)構(gòu)建了ZJMR系統(tǒng)；中

5、南大學(xué)研究了室外自主導(dǎo)航系統(tǒng)；南京理工大學(xué)經(jīng)過研究后，提出了Agent系統(tǒng)。河海大學(xué)提出了集控式足球機(jī)器人系統(tǒng)；東北大學(xué)研發(fā)了基于自主式足球機(jī)器人的底層控制系統(tǒng)；清華大學(xué)是基于多機(jī)器人協(xié)作的層面為核心，并構(gòu)建了系統(tǒng)框架，由于此框架不夠成熟，因此并沒有運(yùn)用到市場中。 2 移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的發(fā)展方向 在對國內(nèi)外移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的常見類型進(jìn)行全面的剖析后，得知移動機(jī)器人技術(shù)涵蓋了控制技術(shù)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)以及信息處理技術(shù)等多項(xiàng)領(lǐng)域。對此，在此系統(tǒng)未來發(fā)展的過程中，必然會從以下幾個方面入手，來實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人控制系統(tǒng)性能的提升。 2.1 傳感技術(shù)更加先進(jìn) 傳感器技術(shù)作為信息技術(shù)的核心分支，必然是移

6、動機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展方向。傳感器技術(shù)通常被分析接觸式與非接觸式類型。其中，前者是由力和扭矩傳感器、觸覺傳感器所構(gòu)成的；后者則是由視覺傳感器、范圍探測器以及接近傳感器等構(gòu)成?？偟膩碚f，在移動機(jī)器人在未來發(fā)展的進(jìn)程中，其傳感技術(shù)必然需要大幅度提升，才能夠滿足移動機(jī)器人運(yùn)用的實(shí)際需求。 2.2 信息處理技術(shù)更加高效 所謂信息處理技術(shù)，在移動機(jī)器人領(lǐng)域當(dāng)中主要是有模式識別技術(shù)、圖像處理技術(shù)、語音識別技術(shù)等構(gòu)成的，其功能是處理傳感器所獲取到的信息。對此，在對當(dāng)前移動機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀剖析后，能夠看出絕大多數(shù)采用的是視覺參與的導(dǎo)航技術(shù)，但是在效率方面是有待提升的，因此相信信息處理的高效性將是未來的發(fā)展核心

7、方向。 2.3 多傳感器的信息融合技術(shù) 在移動機(jī)器人領(lǐng)域不斷發(fā)展的進(jìn)程中，多傳感器必然會得到廣泛的運(yùn)用，來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的更加執(zhí)行。在運(yùn)用多傳感技術(shù)的背景下，系統(tǒng)能夠有效的將傳感器所獲取到的信息進(jìn)行融合，并且對信息進(jìn)行篩選最終得到更加準(zhǔn)確的信息，進(jìn)而達(dá)到對工作精度提升的目標(biāo)，同時在控制性方面的提升具有積極意義。 2.4 智能方法的運(yùn)用 在當(dāng)前移動機(jī)器人系統(tǒng)當(dāng)中，雖然智能算法的作用是非常顯著的，但是受到眾多因素的影響，并沒有得到廣泛的運(yùn)用，其根本原因是模糊邏輯無法運(yùn)用在未知的動態(tài)環(huán)境當(dāng)中，并且無法準(zhǔn)確的提取模糊規(guī)則。對此，能夠看出智能方法在移動機(jī)器人領(lǐng)域仍然具有較為廣闊的發(fā)展空間，并且在未來需要加大對該領(lǐng)域的研究力度。 3 結(jié)語 在機(jī)器人領(lǐng)域中，移動機(jī)器人是核心分支，并且隨著移動機(jī)器人控制系統(tǒng)所發(fā)揮的作用日益顯著背景下，國內(nèi)學(xué)者在該領(lǐng)域的研究也是逐漸增多的。通過本文的研究，對當(dāng)前國內(nèi)與國外在移動機(jī)器人的控制系統(tǒng)剖析后，得知國內(nèi)與發(fā)達(dá)國家仍然存在著一定的差距。對此，在未來研究階段，應(yīng)該促使移動機(jī)器人與傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)等的融合。 參考文獻(xiàn) 1曹凱.移動機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與未來J.信息系統(tǒng)工程，2013（05）. 2孫鶴旭，邵