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移動機器人的發展歷史及現狀
作者: 佚名 時間:2019-5-23文章來源:訪問量:2020

對于的幻想,人類早在千年前就已經有了,“機器人”是存在于多種語言和文字的新造詞,它體現了人類長期以來的一種愿望,即渴望創造出一種像人一樣的機器人,代替人們去完成各種工作。從最初的??厥交魅說僥殼爸悄芑魅?,機器人相關核心技術已取得了重大突破。如今的機器人即使在人工不干預的情況下也能實現智能移動了。

世界上第一臺移動機器人——shakey

“移動”是機器人的重要標志,移動機器人的發展已有幾十年的歷史了。據了解,世界上第一臺能實現移動的機器人叫shakey,它是由查理·羅森(charlie rosen)領導的美國斯坦福研究所(現在稱之為sri國際)于 1956-1972 年研制而出的,rosen最初在1963年11月提出了這個機器人構想。并與他的團隊在1965年向darpa撰寫了一份研究計劃(pdf),詳細敘述了能夠執行偵查任務的智能自動機器人。darpa最終向研究人員提供了75萬美元資金,相當于現在的580萬美元,來創建shakey。

花費巨額研發的shakey首次全面應用了人工智能技術,裝備了電子攝像機、三角測距儀、碰撞以及驅動電機,能簡單解決感知、運動規劃和控制問題。當年shakey通過無線通信系統由兩臺計算機控制,但當時的計算機運算速度非?;郝?,導致 shakey需要數小時的時間來感知和分析環境,并規劃行動路徑。

在今天看來,機器人shakey簡單而又笨拙,但它卻是當時將ai應用于機器人中最為成功的案例,證實了許多屬于人工智能領域的嚴肅科學結論,其在實現過程中獲得的成果也影響了很多后續的研究。

近些年移動機器人行走技術有了怎樣的蛻變?

如今的移動機器人可在復雜環境中快速做出反應,即使在陌生環境中,機器人也能完成自主定位、建圖及路徑規劃,實現智能行走。

移動機器人要實現智能行走,離不開可靠的定位導航技術,slam作為機器人自主移動的關鍵技術,一直備受業內關注。slam是同步定位與地圖構建(simultaneous localization and mapping)的縮寫,最早由hugh durrant-whyte 和 john j.leonard提出。它被定義為解決“機器人從未知環境的未知地點出發,在運動過程中通過重復觀測到的地圖特征(比如,墻角,柱子等)定位自身位置和姿態,再根據自身位置增量式的構建地圖,從而達到同時定位和地圖構建的目的。

slam技術在機器人自主移動中起到了關鍵作用,目前基于slam技術的定位導航方式主要有兩種,一種是基于視覺傳感器的vslam,另一類是基于激光雷達傳感器的激光slam。視覺slam專指利用攝相機、kinect等深度相機來做室內導航和探索。到目前為止,室內的視覺slam仍處于研究階段,遠未到實際應用的程度,一方面,編寫和使用視覺slam需要大量的專業知識,算法的實時性未達到實用要求,另一方面,視覺slam生成的地圖(多數是點云)不能用來做機器人的路徑規劃,需要進一步探索和研究。

與視覺slam不同的是,激光slam技術通過獲取周圍環境的輪廓信息,可構建厘米級精度的地圖,是目前為止最穩定、可靠的slam導航方式。

近年來,我國研發機器人定位導航技術的企業越來越多,思嵐科技作為該領域的領航者及先行者,已有相對成熟的定位導航技術,以rplidar系列激光雷達作為核心傳感器,同時,配合自主研發的高性能??榛ㄎ壞己較低硈lamware,可使機器人實現自主定位、自動建圖、路徑規劃與自動避障,幫助解決機器人自主行走難題。

目前,旗下最新一代tof激光雷達傳感器rplidar s1可完成40m的測量半徑,在遠距離物體條件下,測量精度依舊精準、穩定。并可有效避免環境光與強日光的干擾,實現室外場景的穩定測距與高精度建圖。

為了幫助機器人適應多種應用環境,思嵐科技還推出了全新的slam 3.0系統,可使機器人在復雜的大場景下也能輕松完成定位導航任務。相比傳統slam,升級版的slam 3.0系統采用圖優化方式進行構圖,能實現百萬平米級別的地圖構建能力,同時擁有主動式回環閉合糾正能力,能很好消除長時間運行導致的里程累計誤差,成為目前行業中最受歡迎的定位導航方式。

經歷了數年的發展,移動機器人已逐漸從人為控制邁向智能化行走,以激光slam為核心的定位導航技術正被越來越多的企業所應用,如今,在餐廳、酒店、商場等服務領域他們身影依稀可見。

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