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自主移動(dòng)機(jī)器應(yīng)用廣泛 其四大基礎(chǔ)技術(shù)是什么

2021-06-21 16:58:01來(lái)源：OFweek機(jī)器人網(wǎng) 閱讀量：188 評(píng)論

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　　移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，天上飛的，水里游的，地上跑的，都可以應(yīng)用移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)。如工業(yè)機(jī)器人里的搬運(yùn)機(jī)器人；商用機(jī)器人分類里的無(wú)人車、無(wú)人機(jī)、送餐機(jī)器人、導(dǎo)覽機(jī)器人；又或是消費(fèi)類機(jī)器人中普及率很高的掃地機(jī)器人。
 
　　移動(dòng)機(jī)器人的核心技術(shù)緊緊圍繞著“感知”、“決策”、“執(zhí)行”這三方面。
 
　　關(guān)鍵技術(shù)一：
 
　　定位與建圖(slam)：SLAM是Simultaneous Localization and Mapping的縮寫，意為“同時(shí)定位與建圖”。它是指運(yùn)動(dòng)物體根據(jù)傳感器的信息，一邊計(jì)算自身位置，一邊構(gòu)建環(huán)境地圖的過(guò)程。目前，SLAM的應(yīng)用領(lǐng)域主要有機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。其用途包括傳感器自身的定位，以及后續(xù)的路徑規(guī)劃、場(chǎng)景理解。
 
　　隨著傳感器種類和安裝方式的不同，SLAM的實(shí)現(xiàn)方式和難度會(huì)有很大差異。按傳感器來(lái)分，SLAM主要分為激光、視覺(jué)兩大類。其中，激光SLAM研究較早，理論和工程均比較成熟。視覺(jué)方案目前有少數(shù)廠商在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。
 
　　SLAM研究自1988年提出以來(lái)，已經(jīng)過(guò)了近三十年。早期SLAM研究側(cè)重于使用濾波器理論，最小化運(yùn)動(dòng)體位姿和地圖的路標(biāo)點(diǎn)的噪聲。21世紀(jì)之后，學(xué)者們開(kāi)始借鑒SfM(Structure from Motion)中的方式，以優(yōu)化理論為基礎(chǔ)求解SLAM問(wèn)題。這種方式取得了一定的成就，并且在視覺(jué)SLAM領(lǐng)域中取得了主導(dǎo)地位。
 
　　激光傳感器：激光傳感器可以直接獲得相對(duì)于環(huán)境的直接距離信息，從而實(shí)現(xiàn)直接相對(duì)定位，對(duì)于激光傳感器的絕對(duì)定位及軌跡優(yōu)化可以在相對(duì)定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
 
　　視覺(jué)傳感器：視覺(jué)傳感器很難直接獲得相對(duì)于環(huán)境的直接距離信息，而必須通過(guò)兩幀或多幀圖像來(lái)估計(jì)自身的位姿變化，再通過(guò)累積位姿變化計(jì)算當(dāng)前位置。這種方法更類似于直接用里程計(jì)進(jìn)行定位，即視覺(jué)里程計(jì)。里程計(jì)的測(cè)量積分后才相當(dāng)于激光傳感器直接獲得的定位信息，這就是圖優(yōu)化SLAM框架中的前端。而后端對(duì)定位和位姿軌跡的優(yōu)化本質(zhì)上與激光傳感器的優(yōu)化相同，都基于最優(yōu)估計(jì)的理論框架進(jìn)行。
 
　　關(guān)鍵技術(shù)二：規(guī)劃。
 
　　規(guī)劃包括路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。規(guī)劃相關(guān)的技術(shù)發(fā)展較為成熟。
 
　　移動(dòng)機(jī)器人常用的路徑規(guī)劃算法有A*、D*等；常用的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃有PID、VFF、DWA、PTG等。
 
　　關(guān)鍵技術(shù)三：控制。
 
　　關(guān)鍵技術(shù)四：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)。
 
　　原標(biāo)題：自主移動(dòng)機(jī)器人四大基礎(chǔ)技術(shù)
 
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