顾彬毕业论文

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1、1绪论1.1机器人技术发展历程fi20世纪50年代世界上第一台机器人装置诞生以来，机器人技术经历了一个从低级到高级的发展过程，机器人(ROBOT)-词的含义也越來越广泛。最早期的顺序控制型机器人只能按照事先编制的指令完成预定的动作序列；随斤出现了〃示教一再现〃机器人，可以利用记忆装置，按照—•定的速度记录下〃示教〃过程的姿态信息和操作内容，然后〃再现〃原轨迹和操作内容；后來出现了可控轨迹型机器人，具有了完善的计算机控制系统和较强的计算能力，只需给出操作任务和部分轨迹信息，机器人就可以自动规划出完整的控制程序。随着科学技术的进-步发展，各种新型的传感器为机器人赋

2、予了更多的〃感觉〃，适应型机器人就是这样一类机器人，它可以采集各种外部〃感觉〃(如视觉、触觉等)信息，适当的调整其运动轨迹和操作，适应环境的变化。到今天为止,机器人发展的最高水平是押能机器人，它是当今机器人发展的热点和車点。解能机器人除了具有感知环境和简单的适应环境能力外，还具有较强的识别理解功能和决策规划功能。1=1前，已经有出现了多种智能机器人，例如H本SONY公司牛产的〃爱宝〃机器狗，本FH公司的AS1M0以及SONY公司最近推出SDR-4X等。从机器人的简要发展历程可以看出，机器人的发展正朝着多功能化、智能化、大众化的方向发展。机器人的概念己不再是传统

3、的装配机、机械手和数控机床，新兴的高度智能化的仿生机器人，体积微小的纳米机器人，不畏艰险的探险机器人等不断地充实着机器人这个大家庭，其中，智能机器人所占的比重必将越来越大，它在诸如军事、医疗、娱兀、探险等越来越广泛的范围内将发挥重要的作用。按照御能机器人的御能化程度高低，对以分为外部受控机器人，半口主机器人和全口主机器人。外部受控机器人的本体上没有智能单元，只有执行机构和感应机构，它受控于主机器人或者外部计算机。在主机器人或外部计算机上具有智能处理单元，它全权处理山受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，进行智能化处理，然后发出控制指令，

4、指挥机器人的动作。目前深受欢迎的机器人吐界杯的小型组比赛中，使用的机器人就属于这样的类型。半口主机器人具有了部分处理和决策功能，能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能，但是还要受到外部的控制；全口主机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块，可以像-个自主的人一样独立地活动和处理问题。在机器人吐界杯的中型组比赛中使用的机器人就属于这一类型。木文的研究内容就是全自主移动机器人的感知模块一一多传感器的数据采集系统。1.2全自主移动机器人的概念与研究现状全自主移动机器人的瑕重要的特点在于它的自主性和适应性，自主性是指它町以在一定的环境中，不依赖任何外部

5、控制，完全自主地执行一定的任务；适应性是指它可以实时地识別和测量周围的物体，并根据环境的变化，调节口身的参数，调整动作策略，以及处理紧急情况。全口动移动机器人已经有了一些成功的范例，例如，德国研制的一种轮椅机器人在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境中述行了实地表演，它衣有大量乘客的环境中，独立进行了36个小时的考验,表现出其他轮椅无口J比拟的性能。日本SONY的〃爱宝〃可以模仿狗的各种动作，理解一些简单的语言，还可以根据不同的口令做出不同的反应。由于全口主移动机器人涉及诸如张动器控制、传感器数据融合、图象处理、模式识别、神经网络等许多方面的研究，它能够综合反映

6、一个国家在制造业和人工智能等方面的水平，因此，许多国家都非常重视全口主移动机器人的研究。从80年代起，美国国防高级研究计划局(DARPA)就专门立项，制定地面无人作战平台的战略计划，从而在全世界范围内掀开了全血研究移动机器人的序幕。国外比较著名的机器人研究计划有：美国能源部制定的机辭人和智能系统计划(R1PA)及后来的空间机器人计划，欧洲尤里卡的机器人计划，H本通产省的极限环境F作业的机器人计划等。从总体的研究状况来看，H本在应用型的移动机器人研究方甸走在了世界的前列，而美国和欧洲的一些国家在有关移动机器人的解能问题方而处于领先地位。欧盟联合研究项目TIDE(

7、TechnologyInitiativeforDisabledandElderlyPeople)中有一项荷兰承担的M3S(MultipleMasterandMultipleSlave)汁划着重研究智能轮椅等移动机器人的硬件系统、总线标准与接口协议等；述有一些课题着重研究基于范围的传感器(如超芦、红外等)导航问题，如英、德、意三国联合项目OMNI(OfficewheelchairwithhighManoeuvrabilityandNavigationalIntelligenceforpeoplewithseverehandicap),美国密歇根人学的NavCha

8、ir和MIT的Wheelesleyo这