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服务机器人核心技术之环境感知技术

1. 环境感知是机器人技术体系实现的基础和前提条件,传感器是机器人感知环境及自身状态的窗口

◆ 环境感知技术作为机器人系统不可或缺的一部分,与智能机器人的地图构建、运动控制等功能息息相关。一旦机器人失去感知能力将无法帮助人们完成具体工作任务,因此它是机器人的“感知+运控+交互”技术体系融合发展的基础和前提条件。

◆ 机器人的感知功能通常需要通过各类传感器来实现。借助传感器,机器人能够及时感知自身和外部环境的参数变化,为控制和决策系统做出适当响应提供数据参考。具体来看,机器人的环境感知一般需要应用各类传感器来代替人类感觉,如视觉、听觉、触觉等,强抗干扰能力、高精度以及高可靠性是机器人对传感器的最基本要求。

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2. 多传感器融合是机器人整合多渠道数据信息并处理复杂情况的重要应用

◆ 传感器技术是影响机器人环境感知技术模块发展进程的核心因素。系统内的单个传感器通常仅能获得环境的信息段或测量对象物的部分信息,而机器人为整合多渠道数据信息并处理复杂情况,需从视觉、触觉、听觉等多维角度配置相应传感器来采集环境信息,因此传感器种类繁杂、成本高但使用率低。

◆ 受技术限制,目前市场上的机器人大多服务功能缺乏复合性,感知技术的逻辑性较弱,行业需加强融合型感知技术的应用研究。目前机器人对环境的感知大多通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波传感器、GPS这五类传感器及其之间的组合来实现自主移动功能。

3. 激光雷达是基于光和激光的距离传感器,用于获取精确位置信息,在机器人的感知系统中占据核心位置

◆ 激光雷达是一种用于获取精确位置信息的传感器,可以确定物体的位置、大小等,由发射系统、接收系统及信息处理三部分组成。其优点主要包括分辨率高、抗干扰能力强、不受光线影响以及体积小、质量轻等。相较于其他类型的传感器,激光雷达在精度和探测人体的稳定性方面能力十分突出,因此在机器人的感知系统中占据核心位置。

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