智能机器人核心知识总结梳理

1、精选优质文档-倾情为你奉上一 机器人的运动系统：1移动机构移动机构的确定是机器人系统中最关键的环节。如何选取？轮式移动机构：移动效率最高，但其适应能力、通行能力相对较差。履带式移动机构：车轮不直接同地面接触，利用履带可以缓和地面的凹凸不平。对于崎岖地形的适应能力较好，越障能力较强。但履带式移动机构结构复杂、重量大足式移动机构：对崎岖路面具有很好的适应能力，可自主选择离散的立足点，可以在可能到达的地面上选择最优的支撑点，而轮式和履带式移动机构必须面临最坏的地形上的几乎所有的点；在不平地面和松软地面上的运动速度较高，能耗较少。2控制方式“示教再现”方式：主要通过人“手把手”方式教机械手如何动作，控

2、制器将示教过程记忆下来，然后机器人就按照记忆周而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。“可编程控制”方式：先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境

3、和自主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。二 机器人的定位及路径规划1定位（相对定位、绝对定位）相对定位：机器人在已知初始位置的条件下，通过测量相对于初始位置的距离和方向来确定当前位置。例：i里程计法：在移动机器人的车轮上安装光电编码器，通过编码器记录的车轮转动圈数来计算机器人的位移和偏转角度ii惯性导航定位法：通常用陀螺仪来测量机器人的角速度，用加速度计测量机器人的加速度。对测量结果进行一次和二次积分即可得到机器人偏移的角度和位移，进而得出机器人当前的位置和姿态。绝对定位：机器人在未知初始位置的情况下确定自己的位置。例：.地图匹配法机器人运用各种传感器(如超声波传感器等)探测环境来创建它

4、所处的局部环境地图，然后将此局部地图与存储在机器人中的己知的全局地图进行匹配。如果匹配成功，机器人就计算出自身在该环境中的位置.2 路径规划（ 人工势场法、栅格法）按照一定的性能指标（如 行走路线线最短），机器人从所处环境中搜索到一条最佳路径。人工势场法思想：人工势场实际上是对机器人运行环境的一种抽象描述。障碍物属于斥力极， 目标为引力极。引力极和斥力极的周围由势函数产生相应的势场。障碍物产生的势场对机器人产生排斥作用，且距离越大，排斥作用越大。目标产生的势场对机器人产生吸引作用，且距离越远，吸引作用越大。机器人收到抽象力，促使机器人绕过障碍物，朝目标前进。并不想记这俩公式优点：简单易于实现，

5、路径大多平滑缺点：目标在障碍物作用力范围内（离得很近），可能存在局部最优栅格法：利用栅格表示环境，每个栅格有一个表征值CV，表示障碍物对机器人的危险程度。思想：路径搜索所用的地图=初始地图+障碍物地图障碍物地图障碍物的位置确定后，按照衰减的方式赋给障碍物本身及其周围栅格一定的值，每个栅格的值代表了该位置有障碍物的可能性。初始地图每一点的值=该格到目标的横向距离+纵向距离由初始点出发，看周围8个格，选择CV值最小的栅格，若CV的值相同，选择旋转角度最小的方向直至到达目标。优点：不需值障碍物大小、形状缺点：栅格大小影响算法性能，栅格过小，环境存储量大，决策速度慢；栅格过大，分辨率低，障碍物密集找不

6、到路。三 机器人通信系统通信系统是智能机器个体（协调模块间的功能）以及群体机器人（机器人之间的信息交互）协调工作中的一个重要组成部分。1 机器人通信系统的特点鲁棒性（容错性）：通信系统应当能够提供较好的通信质量，尽量降低网络延迟。战场等场合要求机器人的通信系统具有出色的健壮性，以确保设备回收或者数据反馈。能量受限：机器人采用自身电池供电，不但要提供通信所需电能，更要为对能量有较大需求的模块（如行走）提供能量。通信模块能量的消耗包括发射能耗、计算能耗、存储能耗。在设计移动机器人的通信系统时，考虑其能量特性尽可能采用能量消耗较少的系统设计。体积受限：通信模块过大，会带来安装上的不便，同时还会给机器

7、人驱动模块带来额外的负荷，降低机器人的灵活性，限制其应用场合。2机器人通信模式机器人之间通信可分为 隐式通信和显式通信。隐式通信：机器人在环境中留下某些特定的信息，其通过传感器获取外界环境的同时，也可能获取到其他机器人遗留下的信息。各机器人间不存在数据的显示交换，所以无法使用一些高级的策略，无法完成复杂的任务，对传感器灵敏度、性能要求高。如：感知通信（利用自身的传感器感知环境的变化及机器人内部的一些模型进行的决策）显式通信：多机器人系统利用特定的通信介质，通过某种共有的规则和方式实现信息传递。课快速有效的完成节点间信息交换，但机器人数目多了通信需要的时间会大大提升、如：点对点通信3多机器人通信模型CS模型（客户端服务器）机器人之间的通信必须通过服务器“中转”，客户进程间无直接通路。有利于对客户进程的管理以及实现通信资源的合理分配与调度。客户间进程通信效率低，中心服务器工