物联网环境下的移动机器人定位与控制研究

岑曦

（百色职业学院 广西壮族自治区百色市 533000）

在机器人核心系统技术发展的推动下，人们对移动机器人的应用越来越广泛，尤其是针对军事航天服务行业等各个领域，起到了一定的作用，但是在移动机体的逐渐智能化发展的过程中，人们对其要求不断提高，其所承担的任务也就更为复杂化，所以为了能够有效解决各项工作所面临的问题，则必须要加强重视，确保可以适当的做好优化，并有效的交物联网技术融入到移动机器人定位及控制研发当中，从而最大化发挥技术的优势。

1 物联网环境下移动机器人的研究意义及背景

机器人技术是人类科技发展历史上重大发明，其能够在现有的基础上帮助人们解决生活及生产中所面临的各项问题，而且已经发出多种类型的机器人，其能够有效的深入到军事工业服务等各个领域，并创造了一定的经济价值。而且，机器人作为一种高端新型技术，其有效的将电子技术、计算机科学技术、传感技术、人工智能等多个学科技术融入到研发当中，有效发挥各样化优势，从而能够反映国家工业自动化程度水平。再加上移动机器人是一个集环境信息、感知、自主任务规划、智能控制的智能机器人，其拥有高度自主规划与自主适应力，在实际复杂环境当中运行的过程中，能够拓展机器人的应用领域，而且可以在相应的地方对各项应用方案进行优化，分析其涉及到的学科领域，实现更加全面的落实，从而能够取得更为显著的成果。而且在科学技术稳定发展的推动下，计算机等电子技术的突破，对于移动机器人的研究取得了一定的进展，移动机器人智能水平得到了大幅度提高，操作方式逐步向自动化方向发展，而且工作空间也在由较为复杂的背景扩展到更加高效的服务形式。最重要的是，移动机器人通过高度自主性能够再危险及限制的环境下生存，帮助人类完成更多任务，从而得到了广泛运用。

因此，移动机器人的应用，必须要加强对其重视，这样可以在现有的基础上做好更为全面的优化，解决传统机器运行中所面临的问题。而且对于互联网来讲，其作为一种实现万物互联的智能网络，其能够将所有物品通过射频识别等信息传感设备相互衔接，这样可以实现智能化识别，为各项工作提供安全可靠的个性化服务，完成对万物的管理与控制，从而实现一体化发展。互联网技术的主要特征就是，其可以通过射频识别，提多种方式获得物理世界对各种信息并结合互联网移动通信网等，网络信息实现交互及信息共享的功能提高自身的感知能力，为日后的各项决策与应用提供更多帮助。所以说，针对互联网环境下移动机器人的研究来讲，必须要加强对其重视，确保可以有效的对定位及控制工作进行优化，并在现有的基础上拓展研究方案，最大化实现移动机器人的效果，从而为移动机器人产业的发展提供了全新的方向与道路[1]。

2 物联网概念及构架

2.1 物联网概念

互联网技术在稳定发展的推动下，虽然自身的水平在不断提升，而且能够广泛的融入到各个领域当中，但是并没有对其有了确切成熟的定义，在实际将相关设备与互联网连接的过程中，能够完成信息的交换与通信，从而实现对信息物品的智能化识别与定位，为后续的应用提供的帮助，同时能减少多样化因素影响，把相关物品和互联网进行连接，完成信息交互与通信交流，进而实现对物体的智能化识别。而且无论是通过哪种定义，都需要在项目的基础上进行拓展，并将核心建立在互联网基础上，从而实现各项工作的优化，避免产生较为严重的影响。

2.2 物联网构架

目前物联网构架主要可以分为三层，分别为感知层、网络层与应用层，而且感知层主要是由各种传感器所构成，在实际应用的过程中主要目的是实现物联网体系对现实所需进行感知与识别，从而能够获取更为准确的信息。而网络层则是由物联网、云计算、大数据等各类结构单元所组成，在实际运行的过程中主要负责传递和处理，经感知层筛选后的数据信息，而且这一环节发挥不可替代的作用，必须要得到重视，从而能够在现有的基础上进行优化，最大化发挥应有的效果。最后针对应用层来讲，其主要在物联网与用户之间发挥连接的作用，并根据各个行业对互联网的实际需求，从而能够有效的对其进行定位与监控，全面发挥互联网应用的效果。而且互联网与传统互联网相比，其技术更为鲜明，网络架构实用性更好，能够有效的融入到各个领域应用当中，从而最大化发挥基础的应用效果，解决传统应用所面临的问题，实现物品的智能控制。

3 移动机器人定位方法

3.1 拓扑地图直推法

在移动机器人定位过程中，通常会利用拓扑地图来展示结构化外部环境，从而对机器人的位置信息进行直接推理，再加上移动机器人定位和运动控制间联系较为密切，所以为了能够保证工作的有效进行，还需要将合理规划后的运动线路，对各个地图间进行优化，使得整个定位与移动过程始终保持一致，这样可以避免位置受到一定的影响，从而能够更加准确的识别下一个节点的信息，而且按阶段分布式进行位置信息推理的过程中，需要根据起点和已知路径进行优化，有效减少定位误差，保证不会受运动距离的影响成本，提高移动机器人的定位精准，帮助机器人进一步调整铁路的规划，从而能够实现精准的定位[1]。

3.2 几何地图指推法

几何地图直推法主要是以自身环境中已知点作为参照，用其相对位置进行定位，是一种以路边为基础的定位方法，而且在实际应用的过程中，主要就是噪声对识别路径定位的影响，而且任何地图描绘较小的环境特征上，都需要进行优化，这样可以在现有的基础上完善各项工作，尤其是在传感器融合三角方法基础上，使用几何地图进行直推定位法，可以有效实现各项工作的有序进行。再加上这种方法主要是由两部分组成特点的准确识别，以及利用其结果进行推理分析，从而实现更加准确的定位，而且特征点的识别需要利用三角形融合算法、机器人的激光声呐等多种信息反馈中，掌握各项信息，并通过综合分析后有效依据环境中特征点变化进行位置的定位。

3.3 几何地图概推法

在移动机器人技术稳定发展的推动下，其定位研究逐步加深，而且对定位精准度要求不断提高，针对概率推理法的研究来讲，还应该做好更为全面的分析，确保可以通过多种定位法的有效运用来提高成功率。首先，扩展卡尔曼滤波器的运用，其主要是为了增强机器人定位信息的准确性，而且运用高斯分布来描述，机器人配置信息和朝向信息，使得其在移动过程中状态变化不会有影响，从而保证各项工作的有序进行，而且这种方法涵盖了多个方面，扫描识别与位置的计算。所以，为了能够提高数据分析的高效性，则应该加强对定位效率的认识，从而做好更全面的优化。其色，马尔可夫定位算法，这种方法与扩展卡尔曼滤波器有着一定的区别，主要就是不使用高斯分布现实概率密度，而是在所需条件下将整个状态空间进行分散化，直接通过各项数据的优化来实现方法的利用，从而能够全面发挥概率推理法的应用效果，避免受到多元化因素影响。因此，无论是在运用哪种方法，都需要加强对各项工作的重视，确保可以在下午的基础上实现定位过程中的优化，加快移动机器人定位速度，实现各项方法的最大发挥[3]。

4 移动机器人控制技术

4.1 运行控制技术

移动机器人都有行动控制方法，主要是通过其反应式系统进行拓展，而且其处于反应式与慎思行之间。所以，为了能够最大化发挥移动机器人的运行效果，则应该做好相对较为全面的分析，确保可以有效的将机器人运行过程中比较常见的问题解决，避免受到一定的影响。其中，目前机器运行过程中比较常见的问题，就是其灵活性相对较差，大部分机器人只能在预定异地处理或简单的环境中完成动作指令，一旦机器人处于陌生环境下，则不仅会消耗大量的时间完成任务，甚至会导致其控制效果不佳，同时对环境有效信息感知较差，无法准确模拟自身所处环境，需要不断提高技术水平，避免产生较为严重的影响[4]。

4.2 视觉技术

对于移动机器人的研究来讲，为了能够确保其技术效果最大化，还应该加强对视觉技术的重视，确保可以在相应的地方进行优化，从而实现机器人电子系统的有效运用，通过机械结构系统、运动控制系统、感知系统等研发，使得对移动机器人的运行有着更为充足的了解。通常主动视觉系统应该依据移动激情，在其所处环境状态下进行优化，并及时调整自身的状态，使得自己始终保持最佳成像模式，促使系统能够更加便捷的完成特殊的设计任务，无动态追踪物体的轨迹等，提高运行的效果。

移动机器人视觉系统在其领航中探测和辨识起到至关重要的作用，而且环境探测包括障碍探测、辨识等各项功能，主要目的是为移动机器人提供更为准确的环境信息，而且集包含了机器人的全局坐标定位及运动物体速度方向的，为了能够减少各项影响因素，则必须要做好更为全面的优化，从而获得相对较为准确的信息。而且机器人视觉系统，主要可以分为多个类型。比较常见的软件法，其主要指的是图像采集卡的实现，通过图像识别，录入计算机程序完成各项工作，而且，为了能够有效实现操作的高效性，这应该加强对各项工作的重视，确保可以在市场上进行优化，并储存更多的海量数字图像，信息数据处理等，使得自身工作量不断提升。而针对硬件法，主要是通过数据采集处理板上，将图像识别算法固化处理，利用采集完成的图像数字进行转化及压缩处理等。再加上多数图像处理，分析计算都需要由图像采集板完成，而且可以有效减轻计算机的运行负担，使得机器人视觉系统处理效果得到全面提升。第三种方法则是将软件和硬件有效整合，这样能够通过简单但量大的图像识别，完成数据采集板的应用，同时可以通过分析结果传输给主计算机，在主计算机完成剩余的少量任务，而且这不仅能够有效提高任务完成的效果，同时减小了开发数据采集处理的难度，避免受多元化因素影响。

5 互联网技术与移动机械和技术的整合

当前互联网技术的大规模组网应用，为移动机器人对外部环境的感知提供了大量的信息来源，而且室外移动机器人经常使用的定位辅助信息，如卫星定位信号、移动通信基站等，能够全面保障信息的准确性，从而为日后各项工作的有序进行提供更多帮助，尤其是针对移动机器人自身的定位及控制来讲，能够保证各项数据的准确性，而室内移动机器人的运行环境限制卫星定位信号使用及移动通信基站信号的精准度。所以，通过各项工作的完善，还需要借助市内物联网设备辅助信息，为高精度定位与控制提供必要的辅助，而且各项工作在实际开展的过程中，还应该做好更为全面的分析，这样可以全面掌握室内移动机器人运行环境是否受卫星信号使用的限制，只有不断对各项工作进行完善，并通过WiFi、蓝牙、超宽频信号、二维码等互联网系统的有效运用，来实现更加全面的整合物联网技术与移动机器人技术，为机器人都有稳定运行提供更加准确的位置参考信息[5]。

6 结束语

总而言之，在社会经济及科学技术稳定发展的推动下，人们的生活水平在不断提升，对机器人的依赖性也在增强，而且在实际应用的过程中对其要求不断增多。所以，移动机器人定位于控制技术需要接入物联网进行优化，并在现有的基础上对技术进行创新，通过对物联网基本概念及结构的了解，掌握互联网环境下移动机器人定位与控制技术的应用现状，确保可以在现有的基础上进行优化，最大化发挥技术性的应用效果，满足人们对移动机器人的各项需求。