【導(dǎo)讀】移動機(jī)器人是機(jī)器人的重要研究領(lǐng)域，人們很早就開始移動機(jī)器人的研究。世界上第一臺真正意義上的移動機(jī)器人是斯坦福研究院（SRI）的人工智能中心于1966年到1972年研制的，名叫Shakey，它裝備了電視攝像機(jī)、三角測距儀、碰撞傳感器、驅(qū)動電機(jī)以及編碼器，并通過無線通訊系統(tǒng)由二臺計(jì)算機(jī)控制，可以進(jìn)行簡單的自主導(dǎo)航。Shakey的研制過程中還誕生了兩種經(jīng)典的導(dǎo)航算法：A*算法（the A* search algorithm）和可視圖法（the visibility graph method）。雖然Shakey只能解決簡單的感知、運(yùn)動規(guī)劃和控制問題，但它卻是當(dāng)時(shí)將AI應(yīng)用于機(jī)器人的最為成功的研究平臺，它證實(shí)了許多通常屬于人工智能（Aritificial Intelligence，AI）領(lǐng)域的嚴(yán)肅的科學(xué)結(jié)論。從20世紀(jì)70年代末開始，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和傳感技術(shù)的發(fā)展，以及新的機(jī)器人導(dǎo)航算法的不斷推出，移動機(jī)器人研究開始進(jìn)入快車道。

移動機(jī)器人智能的一個(gè)重要標(biāo)志就是自主導(dǎo)航，而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主導(dǎo)航有個(gè)基本要求——避障。下面讓我們來了解一下移動機(jī)器人的避障，避障是指移動機(jī)器人根據(jù)采集的障礙物的狀態(tài)信息，在行走過程中通過傳感器感知到妨礙其通行的靜態(tài)和動態(tài)物體時(shí)，按照一定的方法進(jìn)行有效地避障，最后達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)避障與導(dǎo)航的必要條件是環(huán)境感知，在未知或者是部分未知的環(huán)境下避障需要通過傳感器獲取周圍環(huán)境信息，包括障礙物的尺寸、形狀和位置等信息，因此傳感器技術(shù)在移動機(jī)器人避障中起著十分重要的作用。避障使用的傳感器主要有超聲傳感器、視覺傳感器、紅外傳感器、激光傳感器等。

移動機(jī)器人避障常用的傳感器

1、激光傳感器

激光測距傳感器利用激光來測量到被測物體的距離或者被測物體的位移等參數(shù)。比較常用的測距方法是由脈沖激光器發(fā)出持續(xù)時(shí)間極短的脈沖激光，經(jīng)過待測距離后射到被測目標(biāo)，回波返回，由光電探測器接收。根據(jù)主波信號和回波信號之間的間隔，即激光脈沖從激光器到被測目標(biāo)之間的往返時(shí)間，就可以算出待測目標(biāo)的距離。由于光速很快，使得在測小距離時(shí)光束往返時(shí)間極短，因此這種方法不適合測量精度要求很高的（亞毫米級別）距離，一般若要求精度非常高，常用三角法、相位法等方法測量。