机器人论文

机交互系统是解决上述问题的有效途径之一。实际上，要机器人完全代替人，特别是具有人的分析、决策等全部的智能是很难实现的。由人来帮助机器人进行分析和判断是提高机器人智能的有效途径。

当人借助于交互工具主动参与和控制机器人行为时，机器人系统比无人时运行更为有效，具有更强的容错性。因此，许多机器人专家认为，目前对机器人的研究，应从全自主方式转向交互方式，即人机交互技术。与工业机器人的人机交互系统相比，服务机器人的人机交互系统应该操作更容易，界面更友好，从而使没有相关专业知识技能的普通人也能轻松的使用，并能进行一些相对复杂的操作。

(5)视频处理及视觉伺服控制技术

视觉系统在机器人导航中起着环境探测和辨识的作用，视觉导航的优点在于具有很高的空间和灰度分辨率，其探测的范围广、精度高，能够获取场景中绝大部分信息。缺点是难以从背景中分离出要探测的目标。为了将障碍与背景分开，所需的图像计算量很大，导致系统的实时性能较差，可采用一些特殊图像处理算法和并行处理技术。为了能够正确的计算障碍物信息，可能需要在系统实际工作前进行摄像机定标，以便确定一些参数。目前视觉导航信息处理的内容包括以下几个方面：视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。其中，路面、障碍物检测和识别是视觉信息处理中最重要、最困难的过程。视觉信息的获取是局部路径规划和导航的基础，路面障碍物检测的成功与否决定了机器人能否正确识别当前的地面环境，能否正确做出局部路径规划并执行路径跟踪。对于室内机器人，其检测技术一般都以边缘检测为基础，辅以Hough变换、模式匹配等，并利用最小二乘法处理对应于路面边界的线条，得出路面的几何描述。采用Hough变换从图像中提取墙壁等直线信息，然后通过对多个墙壁的距离来实现自身的定位。障碍物检测原理与路面检测原理差不多，但其重点是对障碍物位置和大小的描述。使用Hough变换从图像中提取直线形式的路面边界，并通过对比探测到的路面信息与机器人内部存储的地雷，修正偏差，实现导航，这种方法可以提高导航的鲁棒性。

(6)机器人机械系统设计

机械系统是服务机器人系统中的一个重要组成部分，是完成抓取对象实现所需运动的机械部分，与一般的机械系统相比，除要求有较高的定位精度外，还应具有良好的动态响应性能。根据服务机器人各部分的功能和运动的实现，其机械部分一般由移动机构、机身、臂部、腕部、手部等组成。

(7)安全性及可靠性

服务机器人实用化和商品化的关键之一在于它的安全性和可靠性，国内在这方面的研究很少，因此，在对服务机器人进行安全性设计和评估时，一般借鉴工业机器人的安全手段，对服务机器人潜在的事故原因进行分析，并指出相应的安全措施。软硬件设计时要充分考虑机器人的安全性，轮子以及各种传感器的安装位置要精确计算，以确保位置信息最准确，指令明确不会产生歧义。系统主体部分一般采用圆形以减少与周围环境发生碰撞的机率，即机器人不能对人产生威胁，不能与周边环境发生严重碰撞，且尽可能减少人工干预，此外，安装有紧急制动开关和闪光报警灯使机器人自身能安全可靠地执行任务。

国内外研究现状

近年来 ,西方许多先进国家都进行专门立项投资，积极开展医用机器人方面的研究，如美国国防部开展了临场感手术技术研究，用于战场模拟、手术培训和解剖教学，NASA已经在美国加州与意大利米兰之间进行了这方面的试验。欧共体技术专家Maurice在期刊中表示 ,欧共体正在制定一项新的计划,其中将机器人辅助外科手术及虚拟医疗技术仿真作为重点研究发展计划之一 。日本也制定国家计划开展高技术医疗器械研究发展。许多著名的国