應(yīng)安網(wǎng)訊:一般的工業(yè)內(nèi)窺鏡都工作在非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境之中,在現(xiàn)在及以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里人工遙控加上局部自治仍將是反恐救援機(jī)器人的主要控制方式。當(dāng)操作工業(yè)內(nèi)窺鏡和反恐救援機(jī)器人分布在不同地方,而操作環(huán)境又是未知的情況下,反恐救援機(jī)器人的感知、規(guī)劃、執(zhí)行和交互技術(shù)成為反恐救援機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù),其主要有:
1、遙控和監(jiān)測(cè)技術(shù)
反恐救援機(jī)器人遙控和監(jiān)測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和航空航天等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。工業(yè)內(nèi)窺鏡通過構(gòu)造合適的遙控及監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)多機(jī)器人和操作者之間的協(xié)調(diào)控制、大范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人之間的相互配合,減小信息通信時(shí)延以及所 引起的控制上的困難,提高反恐救援機(jī)器人的半自主水平有著重要的作用,一個(gè)典型的反恐救援機(jī)器人無線數(shù)據(jù)通信與監(jiān)控平臺(tái)一般由移動(dòng)指揮站(MCS)、排爆移動(dòng)機(jī)器人站(MRS)、數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)、圖像無線通信系統(tǒng)等組成。數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)在移動(dòng)站和指揮站之間傳遞反恐救援機(jī)器人的狀態(tài)參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)控制命令,圖像無線通信系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將機(jī)器人前方及其周圍的圖像信息通 信給指揮站。
2、多傳感器信息融合技術(shù)
多傳感器的信息融合是指將多個(gè)傳感器所提供的環(huán)境信息進(jìn)行集成處理,形成對(duì)外部環(huán)境的統(tǒng)一表示。它融合了信息的互補(bǔ)性,信息的冗余性,信息的實(shí)時(shí)性和信息的低成本性。因而能比較完整地,精確地反映環(huán)境特征,從而做出正確判斷和決策,保證了機(jī)器人系統(tǒng)快速性,準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。多傳感器融合的常用方法有:加權(quán)平均法、貝葉斯推理與(D-S)證據(jù)推理、卡爾曼濾波、統(tǒng)計(jì)決策理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊推理法以及帶置信因子的產(chǎn)生式規(guī)則。
3、路徑規(guī)劃技術(shù)
反恐救援機(jī)器人路徑規(guī)劃是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要研究領(lǐng)域,也是人工智能與機(jī)器人學(xué)的一個(gè)結(jié)合點(diǎn),它是按照某一性能指標(biāo)搜索一條從起始狀態(tài)到目 標(biāo)狀態(tài)的最優(yōu)或近似最優(yōu)的無碰路徑。根據(jù)機(jī)器人對(duì)環(huán)境信息知道的程度不同,可分為兩種類型:環(huán)境信息完全知道的全局路徑規(guī)劃;環(huán)境信息部分未知甚至完全未知,反恐救援機(jī)器人通過傳感器實(shí)時(shí)地對(duì)的工作環(huán)境進(jìn)行探測(cè),以獲取障礙 物的位置、形狀和尺寸等信息進(jìn)行的局部路徑規(guī)劃。全局路徑規(guī)劃常用方法有:可視圖法、柵格法、自由空間法等,局部規(guī)劃法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)法等。
4、導(dǎo)航與定位技術(shù)
導(dǎo)航與定位技術(shù)是反恐救援機(jī)器人的核心技術(shù)之一,導(dǎo)航指反恐救援機(jī)器人通過傳感器感知環(huán)境信息和自身狀態(tài),實(shí)現(xiàn)在有障礙的環(huán)境中面向目標(biāo)的自主運(yùn) 動(dòng)。目前,反恐救援機(jī)器人主要的導(dǎo)航方式包括:基于環(huán)境信息的地圖模型匹配 導(dǎo)航、基于各種導(dǎo)航信號(hào)的路標(biāo)((landmark)導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航和味覺導(dǎo)航等。定位作為反恐救援機(jī)器人導(dǎo)航最基本環(huán)節(jié),是確定機(jī)器人在二維工作環(huán)境中相對(duì)于全局坐標(biāo)的位置姿態(tài)。定位方法根據(jù)機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜性,配備傳感器 的種類和數(shù)量等不同有多種方法,主要有:慣性定位、路標(biāo)定位和聲音定位等。
5、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展延伸,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展完善,通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遙控機(jī)器人,是人機(jī)交互技術(shù)、遙測(cè)遙控技術(shù)、遠(yuǎn)程操作技術(shù)和圖像與控制 命令的網(wǎng)絡(luò)通信及并發(fā)多進(jìn)程數(shù)據(jù)通信等的綜合應(yīng)用。
6、虛擬機(jī)器人技術(shù)
對(duì)于許多特種反恐救援機(jī)器人,當(dāng)工作在地面、地下、水下、太空環(huán)境時(shí),基于多傳感器、多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)、臨場(chǎng)感的虛擬遙操作和人機(jī)交互技術(shù)將成為 共同需要發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。
7、人機(jī)接口技術(shù)
反恐救援機(jī)器人的人機(jī)交互技術(shù)也是最近幾年反恐救援機(jī)器人研究的熱點(diǎn)之一,人機(jī)接口設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到機(jī)器人系統(tǒng)能否適應(yīng)機(jī)器人所要從事的工 作,關(guān)系到北京德朗的操作員能否有效的工作,關(guān)系到機(jī)器人在不同環(huán)境下的安全性和適應(yīng)能力。因此,工業(yè)內(nèi)窺鏡的人機(jī)交互方式、人和機(jī)器人的分工及協(xié)調(diào)的研究應(yīng)該貫穿反恐救援機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程。