智能移动机器人跟踪系统应用研究与设计

　　1 引言

　　智能机器人是人工智能与机器人学的交叉研究领域，而机器人的智能控制则是智能控制的重要应用研究领域。由于移动机器人控制系统具有非线性、不确定、多任务、多因素、多层次等因素而属于复杂系统，因此只借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决其中的控制问题。

　　智能控制所要解决的控制问题，从宏观上看不再限于传统自动控制的恒值调节和跟踪控制，而是针对复杂对象、目标、环境的控制，包括规划、管理、组织、协调、决策、指挥、通信等，如何有效地拟人的智能活动机理，将智能控制和运动控制方法结合起来根据机器人视觉检测与跟踪的世界模型去建立控制模型解决其中的任务分配，寻找一种既具有检测识别性能高，又对移动目标进行快速平滑的自动跟踪的智能控制与识别方法，并能进行实际应用是值得研究的课题。

　　2 移动机器人视觉检测与跟踪控制的世界模型

　　在对运动目标检测识别与驱动控制过程中，拟人监控过程是根据运动目标的模式特征信息，通过识别判断，在线确定或变换驱动控制策略，从而对监控的运动目标进行跟踪。移动机器人视觉检测识别和跟踪控制系统功能较多，任务比较复杂，结构包括：（1）全景视觉和近景视觉的提取；（2）方位控制和距离控制；（3）红外防撞测量与控制；（4）速度反馈与控制；（5）信息处理。系统的任务结构如图1 所示。系统设计必须满足监控系统的实时性和可靠性，同时考虑到识别与控制过程的灵活性和适应性，实现目标模式灵活监测和实时跟踪控制策略，以适应结构化或非结构化、熟悉或不熟悉的环境，自主地执行监控任务。

　　采用传统结构控制方法很难处理好这样的复杂任务，必须有效模拟人的智能活动机理，将人类的视觉认知方式和运动控制方法结合起来进行解决。

图1 移动机器人系统的任务结构图

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