◎10万～30万中国科技信息2017年第23期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2017DOI：10.3969/j.issn.1001- 72.2017.23.011可实现度可替代度行业曲线linkappraisementindustry赵科强1.太原理工大学机械工程学院；2.天地科技股份有限公司影响力真实度赵科强（1986－）男，汉族，北京人、助理工程师，太原理工大学在读硕士，研究方向为机械设计。point行业关联度随着移动机器人与传感器技术的不断融合与发展，如煤矿开采现场复杂且危险，开采设备的实时检测是开采正常作业的重要保障。而自主避障是保证巡检机器人在煤矿复杂生产环境中安全工作的重要前提，因此，基于激光、超声、红外等多传感器的避障技术成为研究巡检机器人路径规划的重要内容。移动机器人发展至今，已广泛应用于煤矿生产、制造业、医疗福利服务、商场超市服务、餐厅旅馆服务、维修清洗服务和家庭服务等领域，极大的提高了煤矿生产等工业自动化、智能化水平。移动机器人避障技术发展我国矿产资源非常丰富，是我国主要消耗能源，煤矿开内容，已成为代替各行各业人工的重要手段，煤矿巡检机器采目前仍是高危行业之一，对煤矿现场的实时检测与开采设人同属于移动机器人的一个重要研究方向，是解决煤矿复杂备的实时检测是开采正常作业的重要前提。目前，煤矿开采环境下巡检的重要方法。现场的实时巡检或井下救援过程中的环境探测，都是由工作国外研究机构与学者较早开展移动机器人的研究，斯坦人员现场进行巡检探测。在恶劣环境下，工作人员的健康与福研究院在上世纪60~70年代，在实验室中研制了第一台可生命财产得不到保证，为了避免上述问题，借助巡检机器人根据认为规定程序自主移动的机器人，该机器人为高自动化工技术实现煤矿复杂环境下代替人实时巡检成为重要手段。业机器人奠定了坚实基础，建立了复杂环境中移动机器人系统机器人技术是多学科、多领域交叉产生的新技术，并迅的自主导航和控制数学模型。与此同时，随着多足式移动机器速崛起的一门重要高科技学科，机器人技术发展至今在各个人技术的出现，移动机器人领域逐渐开始进行足式行走机构与行业与科研领域应用广泛，新技术的研发与更替速度非常快。控制的研究，大大提高了移动机器人在位置复杂环境中的自主机器人技术是一门综合成机构学、（微）电子学、精密检测、运动与灵活控制问题。90年代以来，在各类环境信息传感器智能控制控制、计算机科学、通信学、互联网等的高端技术和信息处理技术得到了发展，在此基础之上，逐渐研制出适应学科。从自动化机械的出现到现代机器人的产生，机器人技于更加复杂环境中的移动机器人系统，随着仿真技术的出现，术被认为有三个阶段，包括：第一代是顺序控制机器人。作模拟真实环境成为研究移动机器人关键技术的重要内容之一，为制造业的重要劳动力，代替工人完成重复工作，这种机器为缩短移动机器人技术的深层研究提供了基础与方法。1996人按照已编定程序完成规定动作及任务，大大提高了当时制年~2006年，美国航天局研制出了两代火星探测移动机器人，造加工行业的自动化水平。第二代机器人是在传感检测技术并先后成功将机器人送到火星表面，使人类首次登陆到火星，的发展基础上，逐渐兴起的具备感知能力与反馈能力的机器对火星执行科学考察与探测任务。作为太空资源，进一步吸引人。通过计算机实现远程控制，完成较为复杂的工种与任务，了全球各国对空间移动机器人的研究，通过对新一代火星探测扩展到除制造业以外的众多行业当中，进一步提升了人们在移动机器人的研究，增加了机器人移动的距离与运动时间，并生活、工作中的自动化水平。近年来，随着高性能计算机的对Lavic湖的岩溶流上和干涸的湖床进行了取样与考察。随着不断普及，微纳加工与高速通讯技术的出现，大大提高了传移动机器人技术的不断发展以及制造加工成本的降低，在不同感器技术的发展，第三代智能机器人出现。近年来，随着行领域已得到了广泛的应用。业需求及人们对精准加工、智能生活的追求，在不同领域中出现了生物机器人、情感机器人、仿生机器人、类人机器人移动机器人路径规划算法等高智能机器人技术。根据工作环境的不同，移动机器人的路径规划模型可分在煤矿领域中的移动机器人，主要目的是为了实现煤矿为：日常生产的设备检查、安全检查、环境监测及应急作业等，（1）基于全局地理信息的路径规划，这种方法是机器是解决煤矿开采工人在恶劣、危险的煤矿井下生产威胁的重人已经得到了作业环境的全部信息，根据既定路线进行规划，要方法。又被称静态路径规划。（2）基于机器人自身安装的多环境信息传感器的局部路移动机器人技术发展径规划，这种方法是机器人在作业过程中对未知环境信息实时移动机器人技术发展至今已经成为各个领域的热点研究获取，根据机器人局部环境信息建立机器人姿态调整算法与局-42-2017-23 (1).indd 422017/11/28 11:11:33CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Dec.2017·中国科技信息2017年第23期10万～30万◎视觉传感类导航系统视觉导航是一种具备探测范围宽、获取信息完整的导航方法，成为移动机器人提高自主导航精度与效率的热门研究方向。目前，国内外研究机构与企业研究通过单目、双目、立体等摄像机获取视频图像信息，建立实时自主导航的方式。因此，视觉导航技术最大的技术难点是图象信息数据量大，为信息处理造成困扰，导致实时性差的难题。根据视觉导航的特点，该技术被广泛应用于自主移动机器人领域的障碍探测与识别、机器人定向与定位以及环境建模等方面。国内研究移动机器人起步较晚，但在国家的大力支持下，中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院、哈尔滨工业大学等高校与研究机构研究了多传感器信息融合的移动机器人局部路径决策等基础理论与应用技术，先后研究了移动机器图1 勇气号－第一代火星探测移动机器人人（AGV）、防暴机器人、视觉移动机器人、空间多机械臂等移动机器人实验平台与样机，研制了一批基于多传感器、部路径决策，又称动态路径规划。目前，建立局部路径方法包高端加工制造与高性能通信与计算机技术为一体的智能移动括人工势场法、模糊逻辑算法及混合优化的复杂算法等。机器人样机，实现了无需人的于预，能自主完成运动导航、躲避障碍物等功能。基于测距传感信息的自主避障技术近几年，移动机器人建立环境场模型大多通过测距传感总结器感知周围物理环境，通过环境重建算法，实现对机器人的目前，国内外移动机器人研究工作已经成为各行业提高导航控制，常见的传感系统都是通过声、光反射传感类导航自动化、智能化水平的重要标志。很多国内外研究机构与高校系统、视觉传感类导航系统等。针对不同行业应用的移动机器人关键技术进行了探究与研发，光反射传感类导航系统然而，移动机器人技术还有诸多科学与技术问题亟待解决，需光反射传感类导航系统是通过建立连续光反射条，通过进一步研究如何提高移动机器人实时自主避障精度与安全性光反射条获取障碍信息，进而建立路径条件，这种技术的特的基础理论与应用方法，为自动驾驶、救援机器人的探测、煤点为建立便利、成本低廉。矿高危作业、民用领域、远程监测等各个方面提供前进手段。（上接第41页）维环境的特征时其采集上的特征数据合格率更低工作效率更修正移动气人的位置，是的移动机器人可以更加精确的完成为地下。Wei.G 和Thomas R 所发明的方法是利用激光测距探测任务。就移动机器人而言，外部传感器所探测的外界环传感器采集上来的特征数据做成直方图来提取未知环境当中境是移动机器人对于外界环境而言唯一的信息来源。因为传不变的特征，此种未知环境的二维特征提取方法与之前几种大感器自己本身的，感知的外界未知环境的信息训在着一不相同，是为了将未知环境中的二维特征作为不变特征进行处些误差，直接利用传感器感知未知环境信息用来绘制二维地理。K. Lingemann 使用一些滤波器对特征数据进行处理，使图，往往不够准确。所以通过使用各种不痛的传感器探测外用极限值点作为特征点。界环境所获得的二维地图较为准确。近些年来，基于激光测距移动机器人绘制未知环境二维地图的发展非常迅猛。但是数据点的匹配是基于激光测距绘制二基于激光测距导航绘制地图研究现状维地图中最重要的一部分所谓匹配就是利用两组点集数据配准近些年来，对于激光测距传感器感知外界环境绘制二维电机的位姿变化从而完成巡检机器人二维环境地图的创建。地图的研究越来越多。美国著名科学家克里斯蒂将外界未知的环境用直线段和椭圆来表示，以此为环境地图的二维特征。并结语且详细描述了在激光测距仪测得的数据中提取出这些特征，然目前，数字化工业生产建设和以人为本的大环境下，工后他通过一些实验论证对于提取这些特征时各种算法的不同。业现场的日常检修工作是实现“数字化、信息化、无人化”泽维尔提出了一种新型的特征提取算法是利用内接角的方式建设目标的薄弱环节，为减轻工业生产中检修工人的劳动强提取未知环境当中的直线段、二维圆弧等直线特征。Zhang.度，迫切需要设计一种具有可视化功能且能适应于繁杂的工S利用扩展卡尔曼滤波算法对未知环境进行实时直线段及圆弧业生产环境，实现代替或辅助工人完成日常巡检工作是智能的特征提取，提高了对未知环境二维特征提取的工作效率。移动巡检机器人。本文研究并分析了现有的移动巡检机器人L.Iocchi利用Hough变换的方法进行二维未知环境特征提取，技术，为实际工业生产环境中实时巡检提供了重要的路径规该方法所提取的特征点合格率较低效率低下，特别是在提取三划方法基础，为实现井下无人巡检技术提供重要方法依据。-43-2017-23 (1).indd 432017/11/28 11:11:33
