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1、第25卷第5期机器人Vol.25,No.52003年9月ROBOTSept.,2003文章编号:1002-0446(2003)05-0470-05移动机器人导航技术现状与展望王志文,郭戈(甘肃工业大学电气与信息工程学院,甘肃兰州730050)摘要:移动机器人导航涉及到路径规划,传感器的选择及传感器信息的融合等技术.本文综述了自主式移动机器人的导航技术,对其中的定位、路径规划及多传感器信息融合等技术进行了较详细的分析.同时对移动机器人导航技术的发展趋势作了进一步的阐述.关键词:移动机器人;导航;定位;路
2、径规划;多传感器融合;人工神经网络;模糊逻辑中图分类号:TP24文献标识码:BPRESENTSITUATIONANDFUTUREDEVELOPMENTOFMOBILEROBOTNAVIGATIONTECHNOLOGYWANGZhi-wen,GUOGe(CollegeofElectricalandInformationEngineering,GansuUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China)Abstract:Navigationofmobilerobotin
3、volvespathplanning,sensorselectionandmultisensorfusion,etc.Inthispa-per,wesummarizethenavigationtechnologyofautonomousmobilerobotandanalyzethetechnologyoflocalization,pathplanningandmultisensorfusion.Meanwhile,wedescribethetrendofmobilerobotnavigationte
4、chnology.Keywords:mobilerobot;navigation;localization;pathplanning;multisensorfusion;artificialneuralnetwork;fuzzylogic1引言(Introduction)条最优或近似最优的无碰路径,实现移动机器人安全移动的路径规划.目前,对移动机器人导航技术的移动机器人的研究始于20世纪60年代末期,目研究已取得了大量的成果,但还有很多关键理论和的是研究人工智能技术及在复杂环境下机器人系统技术问题有待
5、解决和完善.本文将就移动机器人的的自主推理和规划能力.70年代末,随着计算机技术导航技术展开讨论.和传感技术的发展,世界上一批著名公司开始研究移动机器人平台,这些移动机器人平台主要作为大2移动机器人的导航方式(Thenavigation学实验室及研究机构的移动机器人实验平台.近年mannerofmobilerobot)来,自主式移动机器人(AutonomousMobileRobot)技常见的导航方式有电磁导航[1]、光反射导航[1]、术在工业、农业、医学及社会服务业等领域显示了越视觉导航[1,2,21
6、]、味觉导航[2,21]、声音导航[2,21]等.来越广泛的应用前景,因而成为国际机器人学术界电磁导航也称为地下埋线导航[1,2],是20世纪[1,2,18]研究的热点问题.50年代美国开发的,到20世纪70年代这种导航方在自主式移动机器人相关技术的研究中,导航式迅速发展并广泛应用于柔性生产.其原理是在路技术是其研究核心.导航是指移动机器人通过传感径上连续埋设多条引导电缆,分别流过不同频率的器感知环境和自身状态,实现在有障碍物的环境中电流,通过感应线圈对电流的检测来感知路径信息.面向目标的自主运动.导
7、航主要解决三方面的问题:中国科学院沈阳自动化研究所已生产出基于电磁导(1)通过一定的检测手段获取移动机器人在空间中[2]航的多代移动机器人产品.该技术简单实用,但其的位置、方向以及所处环境的信息;(2)用一定的算成本高,改造和维护困难.光反射导航的原理是在路法对所获信息进行处理并建立环境模型;(3)寻找一径上连续铺设光反射条,是一种方式简单、价格便宜基金项目:国家科技攻关项目(2002BA901A28);甘肃省省长基金项目(GS015-A52-012).收稿日期:2003-01-10第25卷第5期王志
8、文等:移动机器人导航技术现状与展望471n的导航系统.上述两种导航技术已相当成熟,目前国[2,6]法.测距法以位移方程S=∑ΔSi为基础,其中i=0内制造行业使用的移动机器人大多是基于这两种导S为第n个采样周期时车轮移动的总路程,ΔSi为第航方式.i个采样周期内车轮移动的路程.测距法常采用的传视觉导航方式具有信号探测范围宽、获取信息[6,13][6,13]感器有光电编码器、里程计和航向陀螺完整等优点,是未来移动机器人导航的一个主要发[6,13]仪.其优点
