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【机器人智能技术论文】人工智能机器人论文

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能机

器人的要求也越来越高。下面是的机器人智能技术论文，希望你能从

中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘要】文章介绍了机器人的定义，阐述了智能机器人研究领

域的关键技术，最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来，人们就很难对机器人下一个准确的定义，

欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更

的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动

机械”，我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机

器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感

知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的

自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致，__标准

化组织采纳了美国机器人协会(RIA：RobotInstituteofAmerica)

于1979年给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运

材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变

和可编程动作的专门系统。”概括说来，机器人是靠自身动和控制能

力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大，人们对智能

机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是的、难以预

测的，在研究这类机器人的过程中，主要涉及到以下关键技术：

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热

门的研究课题，它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相

结合，为机器人在各种复杂、动态、不确定和的环境中执行任务提供

了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种，根据不同用途

分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来

检测机器人组成部件的内部状态，包括：特定位置、角度传感器;任

意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感

器;方位角传感器等。外部传感器包括：视觉(测量、认识传感器)、

触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉

(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。

多传感器信息融合就是指综合多个传感器的感知数据，以产生更可靠、

更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精

确地反映检测对象的特性，消除信息的不确定性，提高信息的可靠性。

融合后的多传感器信息具有以下特性：冗余性、互补性、实时性和低

成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、

神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中，自主导航是一项核心技术，

是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点：一是

基于环境理解的全局定位：通过环境中景物的理解，识别人为路标或

具体的实物，以完成对机器人的定位，为路径规划提供素材;二是目

标识别和障碍物检测：实时对障碍物或特定目标进行检测和识别，提

高控制系统的稳定性;三是安全保护：能对机器人工作环境中出现的

障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种

导航方式，根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不

同，可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航

3类。根据导航采用的硬件的不同，可将导航系统分为视觉导航和非

视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识，

以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括：

视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识

别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共

同工作，如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光

电传感器等，用来探测环境，对机器人的位置、姿态、速度和系统内

部状态等进行监控，感知机器人所处工作环境的静态和动态信息，使

得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化，

有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。

最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走

路线最短、行走时间最短等)，在机器人工作空间中找到一条从起始

状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可

以