27、非确定性环境中自主移动地面机器人的光电导航系统

非确定性环境中自主移动地面机器人的光电导航系统

1. 引言

1.1 机器人技术中的机器视觉系统

如今，不同类型的机器人广泛应用于人类活动的各个领域。它们能够在恶劣和极端的条件下工作，执行对人类有危险的操作以及日常任务，还能在人类失误代价高昂的领域成功作业。

在机器人系统中，光电设备起着至关重要的作用。这类传感设备在机器人技术中需求巨大，因为它们具有天然的远程特性，能够从相当远的距离（通常比机器人自身尺寸大几倍）检测和量化许多物理现象和参数。这有助于提高机器人在非确定性环境中的安全性，使得光电技术几乎成为机器人技术不可分割的一部分。本文将主要以移动地面机器人的自主导航为例，分析光电技术在机器人领域的典型应用。

为了更好地理解后续内容，有必要回顾一下移动机器人的一些基本概念。机器人可以根据以下指标进行分类：
- 使用领域 ：工业、军事（战斗、支援）、探索和医疗等。
- 工作环境 ：地面、地下、水上、水下、空中和太空等。
- 移动性水平 ：固定式、移动式等。

机器人的运行条件，由其使用领域和工作过程模式决定，可分为两类：确定性和非确定性。确定性环境包括人工建造和设计的环境；而非确定性环境几乎没有结构组织，被称为完全无组织（非确定性）环境，例如自然环境、自然灾害后的环境或人工环境遭到破坏后的环境（如建筑物和设施被毁坏的情况）。

在现代社会，开发能够在自然环境中执行任务的地面移动机器人是一项紧迫的任务。例如，在地形上进行侦察、巡逻和排雷、军事行动（包括在地形受到放射性、化学和细菌污染的