我国家庭服务机器人产业发展现状调研报告

1概述 国际机器人联合会（International Federation of RobotiCS,IFR）给了服务机器人一个初步的定义：服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人,它能完成有益于人类的服务工作,但不包括从事生产的设备。     

基于多传感器的家庭服务机器人局部导航方法研究

本文提出了一种基于多传感器的家庭服务机器人局部导航方法。首先,采用单个摄像头获取居室内障碍物的图像信息,利用超声波传感器和红外线传感器探测障碍物的距离信息。然后,据此计算在机器人运动方向上障碍物的遮挡空间或者多个障碍物之间的实际距离,再根据机器人自身的大小计算避开障碍物应该转动的方向及角度,从而实现居室内的自主导航。最后,仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

基于GPRS和传感器网络的家庭服务机器人的研究与实现

本文研究的家庭服务机器人主要由单片机控制系统、行驶避障系统、传感器网络系统、GPRS通信系统、清扫垃圾系统、信息显示系统等组成。结合软件程序编写,可实现GPRS通信、检测环境信息（温湿度）、自动清扫垃圾、环境质量优化（智能消毒）等多项功能。其使环境清洁更加智能化和自动化,是一款集创新性、环保性、经济性、多功能性于一体的家庭服务机器人。     

基于文化算法的家庭服务机器人任务规划

通过对家庭服务机器人任务规划问题进行形式化描述,给出了问题的求解模型,提出了一种改进的文化算法,通过算法中信念空间和种群空间的相互联系和相互促进实现求解。算法采用独特的编码方式,其种群空间采用遗传算法作为进化手段,采用较为独特的信念提取方式构造算法的信念空间并促使其进化。将该算法用于家庭服务机器人大赛的仿真平台上,证明其有效性。     

基于SLAM导航和人脸识别的家庭服务机器人设计研究

随着人工智能技术的快速发展,家庭服务机器人逐渐走进了人们的生活。为了提高机器人的人机交互水平和服务水平,笔者设计了一款基于机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的家庭服务机器人。家庭服务机器人采用树莓派主控板,使用基于激光雷达的即时定位与地图构建(Simultaneous Local ization and Mapping,SLAM)导航技术、人脸识别技术和手势识别技术。机器人在接收到手势指令后,会自主寻路和避障,将物品送到指定人脸位置,相关功能在实验中得到了验证。     

仿真家庭服务机器人行动序列规划研究

随着社会的进步和科技的发展,服务机器人日益受到人们的关注.服务机器人在复杂的家庭环境中如何做到自主决策以便更好的辅助人类生活,将是一个研究热点.回答集程序是一种具有非单调推理能力的知识表示和推理的方式,同时也是一种问题求解的工具.文中探讨了基于服务机器人模型的回答集程序规则的编制,并通过实验证明,回答集程序能方便、高效地求解出最优的行动序列,并且在划分搜索空间后,回答集程序求解的效率得到进一步的提高.     

服务机器人

在工业机器人问世30年后的今天,它已被世人看作是一种生产工具。在制造、装配领域以及最近在服务行业,机器人的应用取得了明显的进展,从而使科幻小说中的下述古老梦想比过去任何时候都更有可能加以实现,那就是: 让自主机器人作为“人的助手”,用以提高人们的生活质量。图1示出了工业机器人与服务机器人可能发展趋势的比较。     

一种服务机器人家庭全息地图构建方法研究*

提出了一种满足家庭服务机器人环境认知和智能服务需要的融合环境和目标信息的家庭全息地图。设计了局部几何—全局拓扑的全息地图分层表示模型。分析了机器人坐标系、局部环境坐标系和目标的相对关系,给出了机器人局部环境自定位算法和基于坐标变换的服务机器人全息地图构建方法。家庭环境下机器人实物实验表明,基于局部几何—全局拓扑表示的全息地图,服务机器人路径规划和任务执行效率得到有效提升。     

家庭护理机器人的设计

本文介绍2010年中国机器人大赛医疗与服务机器人比赛项目一等奖获奖作品家庭护理机器人,具体阐述机器人的总体设计、硬件结构、软件调试等。     

利用平面单应分解实现服务机器人视觉伺服

智能空间中家庭服务机器人所需完成的主要任务是协助人完成物品的搜寻、定位与传递。而视觉伺服则是完成上述任务的有效手段。搭建了由移动机器人、机械臂、摄像头组成的家庭服务机器人视觉伺服系统,建立了此系统的运动学模型并对安装在机械臂末端执行器上的视觉系统进行了内外参数标定,通过分解世界平面的单应来获取目标物品的位姿参数,利用所获取的位姿参数设计了基于位置的视觉伺服控制律。实验结果表明,使用平面单应分解方法来设计控制律可简单有效地完成家庭物品的视觉伺服任务。     

一种家庭安保机器人运动路径规划的蚁群算法

由于家庭居住环境复杂,家庭安保机器人导航问题难于解决。使用传统蚁群算法,家庭安保机器人容易陷入搜索家庭环境局部极值的困境,无法找出在复杂环境下家庭最优的运动路径。因此,家庭安保机器人设计方案引入混沌理论改良局部个体的质量,利用混沌扰动,能够避免家庭机器人陷入搜索家庭环境局部极值的困境,由最初的混沌行为过渡到群体智能行为,使家庭安保机器人找到最优的运动路径。经仿真实验表明,在复杂的家庭环境下,家庭安保机器人也可以安全避障。     

新型机器人手指六维力传感器系统设计

针对六维力传感器刚度低、尺寸大等问题,设计了一种可应用于机器人手指的、新型Stewart并联结构的六维力传感器。对该六维力传感器的结构、测量电路等进行了设计,并对传感器标定数据进行了分析,结果表明该传感器系统设计理论正确,且具有一定应用价值。     

移动机器人的多传感器测距系统设计

在移动机器人的路径规划过程中,必须掌握障碍物的距离信息.基于超声波和红外传感器的测距原理,设计了一种移动机器人多传感器测距系统,可测量0～200 cm距离内存在的障碍物,测量误差小于1 %.采用超声波和红外2种传感器组成3组测距采集系统,采集机器人3个不同方位的障碍物信息,解决了单一传感器测距盲区的问题,并详细介绍了该系统的软件和硬件设计.     

通过WiFi移动IP网络操控家用机器人方案在PDA上的实现

本文提出了一种利用PDA通过WiFi移动IP网络操控家用机器人的新方法。该方法充分发挥了WiFi移动IP网络的稳定、高带宽和移动性等优点,开发了一个全新的运行在PDA上的机器人控制软件,命名为Robot PDA Teleoperation。实现了使用PDA通过WiFi移动IP网络操控家用机器人的新方法,完善了家用机器人的控制方式。该方案可以解决现有家用机器人控制方式单一、操作不方便、便携性差、使用成本高、不易于推广等不足。我们基于加拿大DrRobot公司的X80-H型机器人进行了大量实验。实验结果表本文提出的家用机器人控制方案是可行的。     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

分布式电源在仿人机器人控制系统中的应用

为实现仿人机器人无缆工作的时间更长,设计了采用分布式电源的控制系统.仿人机器人关节电机驱动器采用动力电和数字电分开供电的方式,动力电主要为电机供电,而数字电主要为控制芯片供电,因而采用分布式电源方案,即由一个电池组对多个关节驱动器的数字电部分供电,而对单个关节驱动器的动力电部分由一个电池组供电.该方案在搭建的多电机控制...     

家庭安防系统中手机彩信报警的实现

利用LabVIEW软件开发了集现场数据采集、传送及远程监视于一体的彩信实时报警系统。当监控现场有非法侵入时,控制主机收到被触发的探测器报警信号后立即启动相应的模块采集现场的声音与图像,经信号处理后以最直观的彩信形式,通过GPRS网络发送到用户设定的手机。系统运行结果表明,数据发送稳定、实时性好,声音和图像清晰,可以作为传统报警方式的补充,也可应用于其他方面的远程监控。