移動機器人的發(fā)展歷史與智能移動機器人體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的介紹

　　1 。 移動機器人的發(fā)展歷史移動機器人的研究可以追溯到20世紀(jì)60年代。斯坦福大學(xué)研究所成功地研制一種典型的自主移動機器人 Shakey。它具有在復(fù)雜環(huán)境下，對象識別，自主推理，路徑規(guī)劃及控制功能。與此同時，以General Electric Quadruped為代表的步行機器人也研究成功。它能在不平整，非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中運動。70 年代末，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，以及傳感器技術(shù)的發(fā)展，移動機器人的研究又出現(xiàn)新的高潮。特別是80 年代開始，美國國防部 DARPA 的支助下，由 CMU， Standford 大學(xué)和 MIT 等單位開展的ALV研究；能源部制定的為期10 年的機器人和智能系統(tǒng)計劃，以及后來的空間機器人計劃；日本通產(chǎn)省的極限環(huán)境下作業(yè)機器人計劃和人形機器人計劃； 歐洲尤里卡中心的機器人計劃等。除此之外，很多世界著名公司不惜投入重金，紛紛開始研究移動機器人。進(jìn)入90年代后，隨著技術(shù)的迅猛發(fā)展，移動機器人向?qū)嵱没?、系列化、智能化進(jìn)軍。涌現(xiàn)出許許多多智能移動機器人。如CMU 的Navlab系列移動機器人系統(tǒng)；德國Vamors-P和 Caravelle 系統(tǒng)；日本本田公司的P 系列和ASIMO 人型機器人；日本索尼的SDR-3X人型機器人和AIBO 娛樂型機器人等代表著移動機器人各個方面的先進(jìn)研究成果。我國移動機器人是從八五期間開始這方面研究。同世界主要機器人大國相比，盡管我國在移動機器人的研究起步比較晚，但是發(fā)展卻是很迅速。對于一些室外移動機器人的某些關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到了或者接近國際先進(jìn)水平［2］。國內(nèi)移動機器人主要研究成果如下：清華大學(xué)的智能移動機器人THMR- Ⅲ， Ⅴ型機器人；中科院沈陽自動化所的AGV自主車和防爆機器人；香港城市大學(xué)的自動導(dǎo)航車及服務(wù)機器人；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的導(dǎo)游機器人；中科院自動化所的全方位移動式機器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)；國防科技大學(xué)的雙足機器人；由南京理工大學(xué)，北京理工大學(xué)，浙江大學(xué)等多所院校聯(lián)合研究的軍用室外移動機器人。此外國內(nèi)還有北京航空航天大學(xué)，北京科技大學(xué)，西北工業(yè)大學(xué)等院校也進(jìn)行移動機器人的研究。 2 。 智能移動機器人的體系結(jié)構(gòu)智能移動機器人具有感知工作環(huán)境，任務(wù)規(guī)劃能力和決策控制能力。它包括感知，規(guī)劃和執(zhí)行三種基本要素的體系結(jié)構(gòu)。目前移動機器人有三種體系結(jié)構(gòu)：分級結(jié)構(gòu)，反應(yīng)結(jié)構(gòu)和慎思/反應(yīng)混和結(jié)構(gòu)，如圖1所示。早期的移動機器人大多數(shù)采用分級