【《移动机器人的发展研究文献综述》2300字】

移动机器人的发展研究文献综述1.1机器人起源与发展1920年，小说《罗森的通用机器人》出版于世，随此，出现了一个让人们陌生的名词—“机器人”Robota（捷克文）小说里描述道“机器人”可以不分昼夜的持续工作，并完全按照人的指示，结合波兰文Robotnik（工人之意）创造出了Robot。Robot的字面含义是：具有类似类人或者生物智能的自动化机器，例如，有感知环境的能力、任务规划的能力、移动能力和协同作用能力，具有较高的灵活性，能够半自主或全自主工作。1960年以来，科学家们一直致力于机器人技术的研究，一些发达国家如：英国、美国、日本、韩国等率先将工业机器人引入工厂，用机器人代替工人完成高度重复的任务。随着科技发达，生产现代化水平也不断提高，种类繁多的机器人走进人们的日常生活中并对人们的生活行为和思想方式产生了重大的影响，如服务机器人、工业机器人、特种机器人等等。其中，值得注意的是移动机器人，它是包含了感知，规划，控制，执行机构等环节的综合系统。它是机械技术的一个重要领域。它代表了集机械、电子、计算机、自动控制、人工智能于一体的最佳成果。机器人发展可分为三个阶段：存在于大量工厂车间的工业机器人阶段、具有一定灵活自主能力的离线编程机器人阶段、可以在日常生活中与人交互的智能机器人阶段。1959年，世界上第一台自动化的工业机器人美国人英格伯格和德沃尔共同制造出，并宣告机器人从科学幻想变成了现实。由此，他们分别被誉为是“工业机器人之父”和“美国发明家名人堂”，二者共同奠定了未来机器人发展的基础。最初，机器人只能根据预先编写的程序重复作一系列动作，没有传感器，无法接受外界信息，无法感知环境也无法随着环境的变化作出相应的应激反映。第二代机器人是配备特定传感器，具有特定传感能力和适应性的机器人。这种机器人能够随着环境信息、估计自身位姿的变化而改变工作内容。第三代机器人是一种能够集成触觉等多传感器信息的智能机器人。如能够感知触摸的触觉传感器系统、感知压力变化的压力传感器系统、感知可见光的视觉传感器系统、敏感速度大小的速度传感器系统、敏感加速度大小的加速度传感器系统、敏感角速度大小的陀螺仪系统等。机器人具有较高的适应环境的能力，具有一定自主性的学习能力。1968年，移动式机器人—Shakey（如图1.1所示）由美国斯坦福研究所的研制小组成功开发研制，它可以感知环境、模拟环境、规划动作、执行任务、响应变化，它可以随着环境变化对压力作出反应。然而控制其运行的计算机的大小大约有一间房子那么大，故其实际运行速率非常缓慢。图1.1Shaky机器人随着传感器和计算机技术的发展，移动机器人发展迅速。根据机器人的各种运动方式，可分为类似车辆的轮式机器人、类似坦克的履带式机器人、类似人类的腿式机器人和类型鱼类的水下推进机器人。移动机器人的应用涉及到非常广泛的领域，如军事、工农业生产、民用等，引起了各国家的密切关注。20世纪80年代，美国国防高级研究计划局（DARPA）相关小组制定了有关地面无人作战平台的战略计划；同时，日本启动了欧洲尤里卡机器人计划，该计划旨在解决机器人在一个在极端环境中运行的问题。这些计划的实施促进了机器人研究和加速了机器人的发展。美国、日本以及欧洲国家在尖端技术方面也取得到了长足的进步，并确保了这些国家在世界格局状态下的政治地位。90年代，机器人集成了先进的感知系统、信息处理技术和规划系统，以提高其适应性。例如，德国成功研制了一款轮椅机器人，并对该机器人的适应性在一个火车站进行了测试，测试火车站具有极其复杂的客流环境；在1998年，该款机器人在汉诺威工业贸易博览会的一个展厅中现场表演了它的各项功能。以上实验证明了其对环境的高度适应性。丹麦乐高（Lego）机器人20世纪出现了大量的机器人公司，机器人开始正式进入各个行业领域。机器人市场正在一前所未有的速度发展，其中最为广泛使用的是仓储和物流机器人（AGV），而诸如招待机器人、清洁机器人、康复机器人、伤残机器人和娱乐机器人等服务则已出现在人们视野和生活中。比如双足机器人Atlas如图1.2所示-被认为是世界上最具活力的人形机器人、最有可能取代人类。因为软银旗下波士顿动力公司将其设计得十分灵活，Atlas可以做出跳跃旋转、后空翻等复杂的动作，从而有效改变了人们对机器人笨重、缓慢的固有印象。丹麦乐高（Lego）机器人公司生创造出了机器人套件，这一套件使机器人的制造变得更容易和更有趣，同时也推广了机器人教育，并把机器人概念传达给了青少年。图1.2Atlas机器人1.2国内机器人研究现状我国机器人研究起步较晚，从最初的引进国外机器人平台到后来的自主研发，目前已取得了显著的进步，特别是国家“863”计划设立智能机器人项目以来，许多高校研究机构都在开展智能机器人的研发工作，并取得了相应的成就。清华大学研制的智能机器人THMR—III在1994年通过了考核，移动机器人在全局地图信息已知的情况下实现了全局路径规划，这些研究是在一个结构化的环境中进行的；在全局地图信息未知的情况下，完成了多种传感器融合技术和全局以及局部路径规划得实现，包括GPS定位系统、电磁罗盘、超声波测距仪、视觉传感器等传感器信号融合技术，完成智能机器人THMR-III的设计与实现。中国科学技术大学研发的可佳机器人以及由哈尔滨工业大学研发的第一代智能导游机器人—DY-I型引导服务机器人具有里程碑意义。华南理工大学、北京航空航天大学等高校也展开了对移动机器人各方面功能的广泛研究，在路径规划及仿真、传感器信息融合技术等方面都取得了长足的发展。近年来，随着科技快速发展，大量的研究者们将更多的研究工作投入到了自动驾驶领域的发展，现在大部分车企都在开发自己的自动驾驶汽车，并趋于接近于