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移動機器人是機器人的重要研究領域,人們很早就開始移動機器人的研究。世界上*臺真正意義上的移動機器人是斯坦福研究院(SRI)的人工智能中心于1966年到1972年研制的,名叫Shakey,它裝備了電視攝像機、三角測距儀、碰撞傳感器、驅動電機以及編碼器,并通過無線通訊系統(tǒng)由二臺計算機控制,可以進行簡單的自主導航。Shakey的研制過程中還誕生了兩種經(jīng)典的導航算法:A*算法(the A* search algorithm)和可視圖法(the visibility graph method)。雖然Shakey只能解決簡單的感知、運動規(guī)劃和控制問題,但它卻是當時將AI應用于機器人的zui為成功的研究平臺,它證實了許多通常屬于人工智能(Aritificial Inligence, AI)領域的嚴肅的科學結論。從20世紀70年代末開始,隨著計算機的應用和傳感技術的發(fā)展,以及新的機器人導航算法的不斷推出,移動機器人研究開始進入快車道。
移動機器人智能的一個重要標志就是自主導航,而實現(xiàn)機器人自主導航有個基本要求——避障。下面讓我們來了解一下移動機器人的避障,避障是指移動機器人根據(jù)采集的障礙物的狀態(tài)信息,在行走過程中通過傳感器感知到妨礙其通行的靜態(tài)和動態(tài)物體時,按照一定的方法進行有效地避障,zui后達到目標點。
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實現(xiàn)避障與導航的必要條件是環(huán)境感知,在未知或者是部分未知的環(huán)境下避障需要通過傳感器獲取周圍環(huán)境信息,包括障礙物的尺寸、形狀和位置等信息,因此傳感器技術在移動機器人避障中起著十分重要的作用。避障使用的傳感器主要有超聲傳感器、視覺傳感器、紅外傳感器、激光傳感器等。
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