應安網訊:一般的工業內窺鏡都工作在非結構化的環境之中,在現在及以后相當長的一段時間里人工遙控加上局部自治仍將是反恐救援機器人的主要控制方式。當操作工業內窺鏡和反恐救援機器人分布在不同地方,而操作環境又是未知的情況下,反恐救援機器人的感知、規劃、執行和交互技術成為反恐救援機器人的關鍵技術,其主要有:
1、遙控和監測技術
反恐救援機器人遙控和監測技術在工業生產、日常生活和航空航天等領域有著巨大的應用前景。工業內窺鏡通過構造合適的遙控及監視系統對多機器人和操作者之間的協調控制、大范圍內的網絡機器人之間的相互配合,減小信息通信時延以及所 引起的控制上的困難,提高反恐救援機器人的半自主水平有著重要的作用,一個典型的反恐救援機器人無線數據通信與監控平臺一般由移動指揮站(MCS)、排爆移動機器人站(MRS)、數據無線通信系統、圖像無線通信系統等組成。數據無線通信系統主要負責在移動站和指揮站之間傳遞反恐救援機器人的狀態參數以及運動控制命令,圖像無線通信系統主要負責將機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
多傳感器的信息融合是指將多個傳感器所提供的環境信息進行集成處理,形成對外部環境的統一表示。它融合了信息的互補性,信息的冗余性,信息的實時性和信息的低成本性。因而能比較完整地,精確地反映環境特征,從而做出正確判斷和決策,保證了機器人系統快速性,準確性和穩定性。多傳感器融合的常用方法有:加權平均法、貝葉斯推理與(D-S)證據推理、卡爾曼濾波、統計決策理論、神經網絡和模糊推理法以及帶置信因子的產生式規則。
3、路徑規劃技術
反恐救援機器人路徑規劃是機器人學的一個重要研究領域,也是人工智能與機器人學的一個結合點,它是按照某一性能指標搜索一條從起始狀態到目 標狀態的最優或近似最優的無碰路徑。根據機器人對環境信息知道的程度不同,可分為兩種類型:環境信息完全知道的全局路徑規劃;環境信息部分未知甚至完全未知,反恐救援機器人通過傳感器實時地對的工作環境進行探測,以獲取障礙 物的位置、形狀和尺寸等信息進行的局部路徑規劃。全局路徑規劃常用方法有:可視圖法、柵格法、自由空間法等,局部規劃法有神經網絡法、細胞神經網法等。
4、導航與定位技術
導航與定位技術是反恐救援機器人的核心技術之一,導航指反恐救援機器人通過傳感器感知環境信息和自身狀態,實現在有障礙的環境中面向目標的自主運 動。目前,反恐救援機器人主要的導航方式包括:基于環境信息的地圖模型匹配 導航、基于各種導航信號的路標((landmark)導航、視覺導航和味覺導航等。定位作為反恐救援機器人導航最基本環節,是確定機器人在二維工作環境中相對于全局坐標的位置姿態。定位方法根據機器人工作環境復雜性,配備傳感器 的種類和數量等不同有多種方法,主要有:慣性定位、路標定位和聲音定位等。
5、網絡機器人技術
網絡機器人隨著計算機網絡的擴展延伸,網絡技術的發展完善,通過計算機網絡遙控機器人,是人機交互技術、遙測遙控技術、遠程操作技術和圖像與控制 命令的網絡通信及并發多進程數據通信等的綜合應用。
6、虛擬機器人技術
對于許多特種反恐救援機器人,當工作在地面、地下、水下、太空環境時,基于多傳感器、多媒體和虛擬現實、臨場感的虛擬遙操作和人機交互技術將成為 共同需要發展的一項技術。
7、人機接口技術
反恐救援機器人的人機交互技術也是最近幾年反恐救援機器人研究的熱點之一,人機接口設計的好壞直接關系到機器人系統能否適應機器人所要從事的工 作,關系到北京德朗的操作員能否有效的工作,關系到機器人在不同環境下的安全性和適應能力。因此,工業內窺鏡的人機交互方式、人和機器人的分工及協調的研究應該貫穿反恐救援機器人系統設計的全過程。