移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)-課件 項(xiàng)目1-任務(wù)1-移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用

項(xiàng)目一：移動(dòng)機(jī)器人概述、系統(tǒng)構(gòu)成移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用任務(wù)一：移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用課程目標(biāo)：一、了解機(jī)器人發(fā)展歷程二、了解移動(dòng)機(jī)器人的分類三、了解移動(dòng)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用情況四、了解移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)五、開拓國際視野，培養(yǎng)家國情懷，增強(qiáng)使命擔(dān)當(dāng)，樹立全局意識，增強(qiáng)專業(yè)自信六、鍛煉專業(yè)文檔檢索與撰寫能力及語言表達(dá)能力移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備一、移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用二、移動(dòng)機(jī)器人分類三、移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)斯坦福研究院(SRI)--Shakey的自主移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人的研究始于60年代末期。斯坦福研究院(SRI)的NilsNilssen和CharlesRosen等人，在1966年至1972年中研發(fā)出了取名Shakey的自主移動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備卡雷爾·凱佩克阿西莫夫移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備1982年，中國機(jī)器人之父，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所蔣新松院士研制開發(fā)了我國第一臺(tái)示教在線機(jī)器人。

2000年4月，中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所成立新松機(jī)器人公司，標(biāo)志著中國工業(yè)機(jī)器人走上了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路。2014年，我國首創(chuàng)了重載雙移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，能讓兩個(gè)40噸的重載AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）協(xié)同工作；2017年，我國首臺(tái)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的真空機(jī)器人研制成功，可以在真空環(huán)境下水平移動(dòng)重達(dá)16公斤的半導(dǎo)體材料。我國連續(xù)五年成為工業(yè)機(jī)器人全球第一大應(yīng)用市場，同時(shí)，也是世界上最大的機(jī)器人消費(fèi)國。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備新松機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備按照從低級到高級的發(fā)展程度可分為：

第一代機(jī)器人主要以順序控制和示教再現(xiàn)為基本控制方式工作；

第二代機(jī)器人對工作對象、外界環(huán)境具有一定的感知能力，對感知的信息可控制運(yùn)算；

第三代機(jī)器人對工作對象、外界環(huán)境具有較高適應(yīng)性和自治能力，可進(jìn)行復(fù)雜邏輯思維和決策，是一種高級智能機(jī)器人。示教再現(xiàn)型機(jī)器人（汽車車身焊接機(jī)器人）機(jī)器人的發(fā)展演變移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用制造領(lǐng)域叉車AGV移動(dòng)機(jī)器人在制造業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用于生產(chǎn)線上下料的搬運(yùn)，車間與倉庫間的轉(zhuǎn)運(yùn)出入庫以及作為生產(chǎn)線上的移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行裝配工作。近年來，移動(dòng)機(jī)器人能在制造領(lǐng)域成為最受歡迎的“員工”，除了其他外界因素外，主要是因其能高效、準(zhǔn)確、靈活并且沒有任何情緒地完成“領(lǐng)導(dǎo)”下達(dá)的每項(xiàng)任務(wù)。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用

移動(dòng)機(jī)器人在倉儲(chǔ)物流領(lǐng)域主要應(yīng)用于倉儲(chǔ)中心貨物的智能揀選、位移，立體車庫的小車出入庫以及港口碼頭機(jī)場的貨柜轉(zhuǎn)運(yùn)。“地狼”是我國民營企業(yè)京東物流自主研發(fā)的一種自動(dòng)物流機(jī)器人。它顛覆了傳統(tǒng)“人找貨”的揀選模式，變?yōu)椤柏浾胰恕?，工作人員只需要在工作臺(tái)領(lǐng)取相應(yīng)任務(wù)，等待地狼搬運(yùn)貨架至固定的工作站進(jìn)行相應(yīng)操作即可?！暗乩恰弊罡叱兄?00kg，作業(yè)過程包含小件倉儲(chǔ)上架、揀選，依靠遍布地上的一個(gè)個(gè)二維碼規(guī)劃、引導(dǎo)路徑，再依靠自帶的傳感器避免碰撞，保證了“地狼”搬運(yùn)貨架來回穿梭、互不干擾，井然有序的工作，解決倉儲(chǔ)人員作業(yè)時(shí)間長、奔襲路徑長等問題，大大提高生產(chǎn)效率、節(jié)省人力成本，每小時(shí)的揀選效率可達(dá)400件至500件，在全國處于行業(yè)領(lǐng)先地位。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用清潔機(jī)器人

快遞運(yùn)送服務(wù)機(jī)器人

餐飲、醫(yī)療等服務(wù)機(jī)器人目前活躍在服務(wù)領(lǐng)域的移動(dòng)機(jī)器人主要有清潔機(jī)器人、家用機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、導(dǎo)購機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、快遞機(jī)器人、餐飲機(jī)器人等。服務(wù)機(jī)器人一般具有人臉識別、語音識別等人機(jī)交互功能，通過裝載攝像頭，托餐盤、智能觸屏界面等可實(shí)現(xiàn)迎賓取號、咨詢接待、信息查詢、業(yè)務(wù)引導(dǎo)、物品運(yùn)送等業(yè)務(wù)，廣泛應(yīng)用于餐廳、銀行、醫(yī)療、政務(wù)部門、酒店、商場等行業(yè)，代替或部分代替員工進(jìn)行相應(yīng)服務(wù)。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用

巡檢機(jī)器人消防機(jī)器人其他類別移動(dòng)機(jī)器人：如戶外的巡檢，特種環(huán)境下的作業(yè)運(yùn)輸巡檢等移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備

窗寶擦窗機(jī)器人（蘇州科沃斯）地寶掃地機(jī)器人（蘇州科沃斯）服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備

消防機(jī)器人（開誠智能）

架空巡檢機(jī)器人（廣東科凱達(dá)）排爆機(jī)器人（上海合時(shí)智能)

海斗一號水下機(jī)器人（沈陽自動(dòng)化研究所）仿人機(jī)器人（深圳優(yōu)必選）特種機(jī)器人/人形機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備電力巡檢無人機(jī)（深圳大疆）

農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)（深圳大疆）

空中（無人機(jī)）機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人分類

輪式機(jī)器人

步行機(jī)器人履帶式機(jī)器人

爬行機(jī)器人移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

1、環(huán)境感知目前，在機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境中，以激光雷達(dá)為主，并借助其他傳感器的移動(dòng)機(jī)器人自主環(huán)境感知技術(shù)已相對成熟，而在室外應(yīng)用中，由于環(huán)境的多變性及光照變化等影響，環(huán)境感知的任務(wù)相對復(fù)雜的多，對實(shí)時(shí)性要求更高，使得多傳感器融合成為機(jī)器人環(huán)境感知面臨的重大技術(shù)任務(wù)。比如：利用激光雷達(dá)傳感器，結(jié)合超聲波、深度攝像頭、防跌落等傳感器獲取距離信息，來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對周圍環(huán)境的感知成為各國學(xué)者研究的熱點(diǎn)。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

1、環(huán)境感知使用多傳感器構(gòu)成環(huán)境感知技術(shù)可帶來多源信息的同步、匹配和通信等問題，需要研究解決多傳感器跨模態(tài)跨尺度信息配準(zhǔn)和融合的方法及技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，并不是所使用的傳感器種類越多越好。針對不同環(huán)境中機(jī)器人的具體應(yīng)用，需要考慮各傳感器數(shù)據(jù)的有效性、計(jì)算的實(shí)時(shí)性。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)2、自主定位移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自主行走，定位也是其需要掌握的核心技術(shù)之一。目前GPS在全局定位上已能提供較高精度，但GPS具有一定的局限性，在室內(nèi)環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)GPS信號弱等情況，容易導(dǎo)致位置的丟失。近年來，SLAM技術(shù)發(fā)展迅速，提高了移動(dòng)機(jī)器人的定位及地圖創(chuàng)建能力。YouLabBuildingLibraryCanteen移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

2、自主定位SLAM是同步定位與地圖構(gòu)建(SimultaneousLocalizaTIonAndMapping)的縮寫，最早是由HughDurrant-Whyte和JohnJ.Leonard在1988年提出的。SLAM這個(gè)概念被定義為解決以下問題方法的統(tǒng)稱：機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過程中通過重復(fù)觀測到的地圖特征（比如，墻角，柱子等）定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的”。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

3、路徑規(guī)劃路徑規(guī)劃技術(shù)也是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個(gè)或某些優(yōu)化準(zhǔn)則（如工作代價(jià)最小、行走路線最短、行走時(shí)間最短等），在機(jī)器人工作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標(biāo)狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑。根據(jù)對環(huán)境信息的掌握程度不同，機(jī)器人路徑規(guī)劃可分為全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用知識儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)

為解決機(jī)器人自主行走難題，國內(nèi)針對環(huán)境感知、自主定位及路徑規(guī)劃等技術(shù)進(jìn)行研究的企業(yè)不在少數(shù)。比如：國內(nèi)思嵐科技作為機(jī)器人定位導(dǎo)航技術(shù)之首，在實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主行走中已有較為成熟的產(chǎn)品，例如可幫助企業(yè)降低研發(fā)成本的Apollo。Apollo機(jī)器人底盤搭載了激光測距傳感器、超聲波傳感器、防跌落等傳感器，并在底盤之上配置深度攝像頭傳感器，同時(shí)配合自主研發(fā)的SLAMWARE自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主建圖定位及導(dǎo)航功能。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用工程實(shí)踐：調(diào)研實(shí)踐基礎(chǔ)概述--調(diào)研工具

調(diào)研工作的開展，可通過國內(nèi)、國外專業(yè)數(shù)據(jù)庫、公共檢索（搜索引擎）、國內(nèi)外高校相關(guān)領(lǐng)域在線課程資源、國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)的官網(wǎng)、圖書資源、權(quán)威專家專訪、實(shí)地調(diào)研等途徑來完成。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用工程實(shí)踐：調(diào)研實(shí)踐基礎(chǔ)概述--調(diào)研結(jié)果呈現(xiàn)

調(diào)研結(jié)果呈現(xiàn)常采用調(diào)研報(bào)告（word為主）、專題匯報(bào)（PPT為主）、視頻說明等方式。調(diào)研報(bào)告的制作可參考科技文獻(xiàn)制作方法，應(yīng)合理規(guī)劃報(bào)告的組織結(jié)構(gòu)，注意層次性和邏輯性，同時(shí)注重科技內(nèi)容的表達(dá)與格式規(guī)范，表達(dá)上切記不同于口語化表達(dá)，可綜合運(yùn)用文字、圖片、表格、思維導(dǎo)圖等多種方式來有效、準(zhǔn)確呈現(xiàn)內(nèi)容，格式上可參照模板要求制作。移動(dòng)機(jī)器人分類及行業(yè)應(yīng)用工程實(shí)踐：調(diào)研實(shí)踐基礎(chǔ)概述--調(diào)研結(jié)果呈現(xiàn)

調(diào)研結(jié)果呈現(xiàn)常采用調(diào)研報(bào)告（word為主）、專題匯報(bào)（PPT為主）、視頻說明等方式。本實(shí)踐中調(diào)研PPT制作通常以圖、動(dòng)圖、短視頻為主，輔以簡短文字說明，PPT制作應(yīng)整體規(guī)劃組織結(jié)構(gòu)，排版合理并力求美觀，給閱讀者以舒適體驗(yàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PPT內(nèi)容的有效傳遞。本實(shí)踐中的視頻制作主要是對工程實(shí)踐的呈現(xiàn)，其流程可簡單概括為整體規(guī)劃、素材制作與收集、視頻錄制、視頻剪輯與處理、聲音、字幕、輸出等。可借助視頻制作軟件、在線會(huì)議屏幕錄制、現(xiàn)場拍攝等方式完成視頻制作。此流程適用于本書其他視頻制