移动定位技术在智能机器人设计中的应用

在智能机器人设计中应用移动定位技术，能够优化机器人内部组织结构，使得机器人能够了解周围环境与自身位置，从而进行移动与决策。本文研究在探究智能机器人发展历程的基础上，论述了移动定位技术在智能机器人设计中的应用要点，并对智能机器人简化运动模型进行分析。

【关键词】移动定位技术 智能机器人设计

信息化时代背景下，智能机器人的设计不断完善。尤其是移动定位技术的应用，完善了智能机器人的系统功能，提高了智能机器人的实际应用效率。移动定位技术，可以使智能机器人自动识别周围环境，做出正确判断，从而完成设定的任务。

1 机器人发展历程

智能机器人起源于1920年，属于自动化置。美国机器人学会，将机器人定义为可进行自动编程，智能化完成各项工作任务的机械。智能机器人，可以进行材料搬运、零件工具维修等，工作效率较高，能够代替人类进行高危工作。智能机器人的发展，主要经历了三个阶段：第一阶段，第一代机器人的工作方式，主要是人工展示之后，机器人再进行模仿，需要与计算机编程有效结合。第二阶段，第二代机器人主要是利用传感技术获取周围环境与任务对象的信息，机器人可以通过柔性方式适应环境。第三阶段，第三代机器人具有较强的环境适应能力，能够通过感知获得事物的信息，功能比较强大，能够进行推理、规划、决策等。

2 定位技术在智能机器人设计中的应用要点

智能机器人，能够通过导航定位确定位置，并进行移动完成任务。智能机器人在环境中移动，最重要的是了解自身位置，而采用移动定位技术，机器人可以在结构化与非结构化的环境中准确确定位置。智能机器人设计过程，应用的移动定位技术较多，常见的有以下几种。

2.1 内部传感器定位

内部传感器定位技术，是智能机器人设计常用的移动定位技术之一。其主要是采用里程计、方向计等内部传感器，通过累计测量去推算机器人的位置。内部传感器定位技术，能够确定机器人的初始位置与方向，从而完成定位。内部传感器定位技术，具有一定的局限性，计算过程容易出现误差，并且误差会不断积累扩大，影响智能机器人的定位精度。

2.2 主动传感器定位

主动传感器定位技术，主要是通过超声波、激光等主动传感器进行定位。主动传感器定位技术，在智能机器人设计中的应用，需要在环境中设立电磁、红外等信息标志。机器人在工作过程中，可以利用主动传感器定位技术，获取环境中的信息标志，从而确定自身位置。主动传感器定位技术，主要是通过超声波去获取机器人在环境中的绝对坐标信息，通过激光测距仪去获取机器人在环境中的相对坐标信息。此种定位方法，定位准确性较高，具有较强的抗干扰能力。

2.3 视觉传感器定位

视觉传感器定位技术，是智能机器人设计中常用的移动定位技术之一。其是近几年研发的新型定位技术，工作原理主要是利用图像处理方法，建立周围环境的模型，再根据模型去确定机器人自身位置。此種定位方法的误差性较低，计算过程比较复杂，对环境条件的要求较高。视觉传感器定位技术，受到传感器视场大小的影响较大，需要及时的解决此类问题，提高视觉传感器定位的功能。

2.4 激光扫描定位

激光扫描定位，是智能机器人设计过程最常用的移动定位技术之一。其属于高科技产物，是近几年最新研发的新型科技。激光扫描定位技术，主要是利用旋转镜面机构发射激光束，并且能够识别路标信息。通过路标信息，测量路标在环境中的几何关系，依据已知路标与地图的关系，利用计算传感器系统计算位置信息，从而确定机器人自身位置。激光扫描定位技术，具有定位精度高、抗干扰性强、误差小等特点，适合广泛进行推广使用。但是其同样具有一定的局限性，发射的激光束会对人身造成伤害。

2.5 全球卫星定位

全球卫星定位技术，在智能机器人设计中的应用，主要是利用全球卫星定位系统，机器人可以接收到卫星所发射的信号，从而分析出环境位置。全球卫星定位技术，是国美研发的移动定位技术，其具有定位快速、准确等优点。但是受到天气的影响严重，恶劣天气会导致定位出现误差。目前，采用DGPS能够有效的解决天气影响问题。全球卫星定位技术，主要应用于户外作业的智能机器人。

3 机器人简化运动模型

智能机器人简化运动模型，对于智能机器人的工作安全具有重要意义，是具有较高价值的研发领域。智能机器人简化运动模型，主要是针对障碍环境，需要机器人能够自动定位环境信息，找出由起点到终点的路线捷径，能够有效的规避障碍。智能机器人简化运动模型的建立，仍然处于研究阶段，不同环境中机器人的路线规划不同。目前，智能机器人在静态路线规划中取得了一定的成绩，但是在静态环境规划中却存在较大的不确定性。运动模型建设过程中，对障碍物信息获知非常重要，最优路线的形成主要是根据环境信息推算出。因此，对于智能机器人简化运动模型的建设，需要尽可能的获取障碍信息，并且在最短时间内推算出最优路线。

4 结论

综上所述，本文研究了智能机器人发展历程，从内部传感器定位、主动传感器定位、视觉传感器定位、激光扫描定位等几方面，论述了移动定位技术在智能机器人设计中的应用要点，并对智能机器人简化运动模型进行具体分析，以期为未来智能机器人的设计改进提供参考。

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作者简介

郭沛正（2000-），男，河南省郑州市人。现就读于郑州市第一中学，对计算机、电子信息等学科有浓厚兴趣，多次到直升机6S店，软件开发公司等相关单位参观学习及动手实践，并参加有关交流考察活动。

作者单位

郑州市第一中学 河南省郑州市 450000endprint