移动机器人技术-课件 项目1-任务1-移动机器人分类及行业应用

项目一：移动机器人概述、系统构成移动机器人分类及行业应用任务一：移动机器人分类及行业应用课程目标：一、了解机器人发展历程二、了解移动机器人的分类三、了解移动机器人的行业应用情况四、了解移动机器人的关键技术五、开拓国际视野，培养家国情怀，增强使命担当，树立全局意识，增强专业自信六、锻炼专业文档检索与撰写能力及语言表达能力移动机器人分类及行业应用知识储备一、移动机器人应用二、移动机器人分类三、移动机器人的关键技术斯坦福研究院(SRI)--Shakey的自主移动机器人移动机器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人，在1966年至1972年中研发出了取名Shakey的自主移动机器人移动机器人分类及行业应用知识储备卡雷尔·凯佩克阿西莫夫移动机器人分类及行业应用知识储备1982年，中国机器人之父，中国科学院沈阳自动化研究所蒋新松院士研制开发了我国第一台示教在线机器人。

2000年4月，中国科学院沈阳自动化研究所成立新松机器人公司，标志着中国工业机器人走上了产业化发展道路。2014年，我国首创了重载双移动机器人系统，能让两个40吨的重载AGV（自动导引车）协同工作；2017年，我国首台拥有自主知识产权的真空机器人研制成功，可以在真空环境下水平移动重达16公斤的半导体材料。我国连续五年成为工业机器人全球第一大应用市场，同时，也是世界上最大的机器人消费国。移动机器人分类及行业应用知识储备新松机器人移动机器人分类及行业应用知识储备按照从低级到高级的发展程度可分为：

第一代机器人主要以顺序控制和示教再现为基本控制方式工作；

第二代机器人对工作对象、外界环境具有一定的感知能力，对感知的信息可控制运算；

第三代机器人对工作对象、外界环境具有较高适应性和自治能力，可进行复杂逻辑思维和决策，是一种高级智能机器人。示教再现型机器人（汽车车身焊接机器人）机器人的发展演变移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人应用制造领域叉车AGV移动机器人在制造业领域主要应用于生产线上下料的搬运，车间与仓库间的转运出入库以及作为生产线上的移动平台进行装配工作。近年来，移动机器人能在制造领域成为最受欢迎的“员工”，除了其他外界因素外，主要是因其能高效、准确、灵活并且没有任何情绪地完成“领导”下达的每项任务。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人应用

移动机器人在仓储物流领域主要应用于仓储中心货物的智能拣选、位移，立体车库的小车出入库以及港口码头机场的货柜转运。“地狼”是我国民营企业京东物流自主研发的一种自动物流机器人。它颠覆了传统“人找货”的拣选模式，变为“货找人”，工作人员只需要在工作台领取相应任务，等待地狼搬运货架至固定的工作站进行相应操作即可。“地狼”最高承重500kg，作业过程包含小件仓储上架、拣选，依靠遍布地上的一个个二维码规划、引导路径，再依靠自带的传感器避免碰撞，保证了“地狼”搬运货架来回穿梭、互不干扰，井然有序的工作，解决仓储人员作业时间长、奔袭路径长等问题，大大提高生产效率、节省人力成本，每小时的拣选效率可达400件至500件，在全国处于行业领先地位。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人应用清洁机器人

快递运送服务机器人

餐饮、医疗等服务机器人目前活跃在服务领域的移动机器人主要有清洁机器人、家用机器人、迎宾机器人、导购机器人、医疗机器人、快递机器人、餐饮机器人等。服务机器人一般具有人脸识别、语音识别等人机交互功能，通过装载摄像头，托餐盘、智能触屏界面等可实现迎宾取号、咨询接待、信息查询、业务引导、物品运送等业务，广泛应用于餐厅、银行、医疗、政务部门、酒店、商场等行业，代替或部分代替员工进行相应服务。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人应用

巡检机器人消防机器人其他类别移动机器人：如户外的巡检，特种环境下的作业运输巡检等移动机器人分类及行业应用知识储备

窗宝擦窗机器人（苏州科沃斯）地宝扫地机器人（苏州科沃斯）服务机器人移动机器人分类及行业应用知识储备

消防机器人（开诚智能）

架空巡检机器人（广东科凯达）排爆机器人（上海合时智能)

海斗一号水下机器人（沈阳自动化研究所）仿人机器人（深圳优必选）特种机器人/人形机器人移动机器人分类及行业应用知识储备电力巡检无人机（深圳大疆）

农业植保无人机（深圳大疆）

空中（无人机）机器人移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人分类

轮式机器人

步行机器人履带式机器人

爬行机器人移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术

1、环境感知目前，在机器人室内环境中，以激光雷达为主，并借助其他传感器的移动机器人自主环境感知技术已相对成熟，而在室外应用中，由于环境的多变性及光照变化等影响，环境感知的任务相对复杂的多，对实时性要求更高，使得多传感器融合成为机器人环境感知面临的重大技术任务。比如：利用激光雷达传感器，结合超声波、深度摄像头、防跌落等传感器获取距离信息，来实现机器人对周围环境的感知成为各国学者研究的热点。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术

1、环境感知使用多传感器构成环境感知技术可带来多源信息的同步、匹配和通信等问题，需要研究解决多传感器跨模态跨尺度信息配准和融合的方法及技术。在实际应用中，并不是所使用的传感器种类越多越好。针对不同环境中机器人的具体应用，需要考虑各传感器数据的有效性、计算的实时性。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术2、自主定位移动机器人要实现自主行走，定位也是其需要掌握的核心技术之一。目前GPS在全局定位上已能提供较高精度，但GPS具有一定的局限性，在室内环境下会出现GPS信号弱等情况，容易导致位置的丢失。近年来，SLAM技术发展迅速，提高了移动机器人的定位及地图创建能力。YouLabBuildingLibraryCanteen移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术

2、自主定位SLAM是同步定位与地图构建(SimultaneousLocalizaTIonAndMapping)的缩写，最早是由HughDurrant-Whyte和JohnJ.Leonard在1988年提出的。SLAM这个概念被定义为解决以下问题方法的统称：机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的地图特征（比如，墙角，柱子等）定位自身位置和姿态，再根据自身位置增量式的构建地图，从而达到同时定位和地图构建的目的”。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术

3、路径规划路径规划技术也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。根据对环境信息的掌握程度不同，机器人路径规划可分为全局路径规划和局部路径规划。移动机器人分类及行业应用知识储备：移动机器人的关键技术

为解决机器人自主行走难题，国内针对环境感知、自主定位及路径规划等技术进行研究的企业不在少数。比如：国内思岚科技作为机器人定位导航技术之首，在实现机器人自主行走中已有较为成熟的产品，例如可帮助企业降低研发成本的Apollo。Apollo机器人底盘搭载了激光测距传感器、超声波传感器、防跌落等传感器，并在底盘之上配置深度摄像头传感器，同时配合自主研发的SLAMWARE自主导航定位系统，让机器人实现自主建图定位及导航功能。移动机器人分类及行业应用工程实践：调研实践基础概述--调研工具

调研工作的开展，可通过国内、国外专业数据库、公共检索（搜索引擎）、国内外高校相关领域在线课程资源、国内外相关领域企业的官网、图书资源、权威专家专访、实地调研等途径来完成。移动机器人分类及行业应用工程实践：调研实践基础概述--调研结果呈现

调研结果呈现常采用调研报告（word为主）、专题汇报（PPT为主）、视频说明等方式。调研报告的制作可参考科技文献制作方法，应合理规划报告的组织结构，注意层次性和逻辑性，同时注重科技内容的表达与格式规范，表达上切记不同于口语化表达，可综合运用文字、图片、表格、思维导图等多种方式来有效、准确呈现内容，格式上可参照模板要求制作。移动机器人分类及行业应用工程实践：调研实践基础概述--调研结果呈现

调研结果呈现常采用调研报告（word为主）、专题汇报（PPT为主）、视频说明等方式。本实践中调研PPT制作通常以图、动图、短视频为主，辅以简短文字说明，PPT制作应整体规划组织结构，排版合理并力求美观，给阅读者以舒适体验，进而实现PPT内容的有效传递。本实践中的视频制作主要是对工程实践的呈现，其流程可简单概括为整体规划、素材制作与收集、视频录制、视频剪辑与处理、声音、字幕、输出等。可借助视频制作软件、在线会议屏幕录制、现场拍摄等方式完成视频制作。此流程适用于本书其他视频制