盛 楠，康 陽(yáng)

(1.合肥財(cái)經(jīng)職業(yè)學(xué)院 人工智能學(xué)院 ，安徽 合肥 230000； 2.重慶文理學(xué)院 人工智能學(xué)院，重慶 402160)

0 引言

智能機(jī)器人泛指那些內(nèi)置了多功能程序，并能夠自動(dòng)執(zhí)行命令的機(jī)器系統(tǒng)。機(jī)器人的出現(xiàn)已有幾十年的歷史，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)[1-2]及人工智能(artificial intelligence,AI)技術(shù)[3-4]的發(fā)展與成熟，當(dāng)前的智能機(jī)器人已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)機(jī)器人龐大、笨重的形象，變得越來(lái)越“聰明”。由于AI技術(shù)的加持，目前，智能機(jī)器人在順利執(zhí)行程序命令的同時(shí)，還具有了較強(qiáng)的環(huán)境感知能力，能夠根據(jù)用戶(hù)的使用習(xí)慣及周?chē)h(huán)境的變化情況，作出更為合適、更為明智的行動(dòng)選擇。由于感知能力存在差異，智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式和效應(yīng)產(chǎn)生方式都不盡相同，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)具體的環(huán)境差異，設(shè)定不同程序命令，以提高智能機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)能力。

由于機(jī)器設(shè)備自動(dòng)化、集成化的發(fā)展趨勢(shì)，智能機(jī)器人還需要具備更強(qiáng)的AI性能，以適應(yīng)各種更為惡劣的工作環(huán)境。當(dāng)前，智能機(jī)器人發(fā)展領(lǐng)域不斷地取得進(jìn)步和突破，由于智能機(jī)器人在任務(wù)執(zhí)行時(shí)的特殊優(yōu)勢(shì)，其在災(zāi)難救援、科學(xué)探險(xiǎn)及軍事國(guó)防領(lǐng)域，有著越來(lái)越廣泛的用途，并會(huì)在未來(lái)發(fā)揮出更加重要的作用。

當(dāng)前的智能機(jī)器人系統(tǒng)在人體感知方面還有很大的進(jìn)步空間，尤其是較為危機(jī)的環(huán)境條件下，如果可以將智能機(jī)器人內(nèi)置人體感知單元，就能夠在很大程度上提高災(zāi)難中傷病人員搜救的成功率，或在其他的危機(jī)時(shí)刻挽救特殊作業(yè)環(huán)境下人員的生命。智能機(jī)器人系統(tǒng)的研究包括程序控制方法的選擇、操控模型的設(shè)計(jì)及主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中程序控制方法的選擇將在很大程度上決定智能機(jī)器人的智能程度和靈活性。目前，諸如仿腦技術(shù)[5-6]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[7-8]都被不斷應(yīng)用到智能機(jī)器人系統(tǒng)當(dāng)中，提供了智能機(jī)器人的AI性能。此外，隨著無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的發(fā)展，人們也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能機(jī)器人實(shí)施在線控制，進(jìn)一步提升智能機(jī)器人的智能化水平。本文針對(duì)當(dāng)前智能機(jī)器人系統(tǒng)在人體感知技術(shù)方面的缺失，將人體感知技術(shù)植入智能機(jī)器人程序控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)人體感知信號(hào)的識(shí)別及空間位置的判定，改善了智能機(jī)器人作業(yè)的精度、靈活性及可靠性。仿真環(huán)境下的人體感知技術(shù)應(yīng)用實(shí)例也表明，基于人體感知技術(shù)的智能機(jī)器人在AI表現(xiàn)方面更加出色，動(dòng)作控制準(zhǔn)確率及空間位置誤差水平相對(duì)于傳統(tǒng)的智能機(jī)器人系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)。

1 人體感應(yīng)技術(shù)研究

人體感應(yīng)技術(shù)的研究是在激光紅外技術(shù)取得突破性進(jìn)展的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的[9-10]。紅外光的波長(zhǎng)超過(guò)了人眼的可視范圍，而且紅外光對(duì)于溫度的變化極為敏感，而人體本身就是一個(gè)恒溫的熱源，因此可以基于紅外線人體感應(yīng)技術(shù)，提高智能機(jī)器人對(duì)于人體位置和狀態(tài)的識(shí)別，因而可以在特殊的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)目前人類(lèi)所不能達(dá)到的目的。目前，紅外傳感器技術(shù)已經(jīng)有了十分廣泛的用途，將人體感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于智能機(jī)器人，使機(jī)器人具有一定的人體感知功能，可以在更短的時(shí)間內(nèi)作出躲避指令及精確位置判斷。

通常人體恒溫在36.5 ℃，因此，作為恒溫?zé)嵩吹娜梭w會(huì)持續(xù)地發(fā)出波長(zhǎng)為10 μm左右的紅外波長(zhǎng)，人體發(fā)出的紅外波，經(jīng)過(guò)空間傳導(dǎo)和增強(qiáng)聚焦后, 聚集到內(nèi)置于智能機(jī)器人的熱紅外感應(yīng)單元，這時(shí), 智能設(shè)備就會(huì)快速地識(shí)別出人體的準(zhǔn)確位置，并通過(guò)無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)將人員的紅外信息傳遞給后臺(tái)指揮中心，從而完成對(duì)人體位置的準(zhǔn)確定位。在紅外元件的選擇方面，通常會(huì)采用質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的熱釋電紅外元件，電子元件接收到人體發(fā)出的紅外線光波后，會(huì)在瞬間使電子電荷失衡，進(jìn)而發(fā)出警報(bào)并傳遞準(zhǔn)確的位置信息。

從智能機(jī)器人的研究歷史和研究現(xiàn)狀來(lái)看，以模糊計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為主體的軟件技術(shù)，不斷地被應(yīng)用到智能機(jī)器人的程序設(shè)定當(dāng)中，這些計(jì)算軟件技術(shù)能夠使機(jī)器人更加智能化，推動(dòng)了智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)不斷地向前發(fā)展。軟件技術(shù)賦予了智能機(jī)器人更大的進(jìn)步空間，一些程序、制度的設(shè)定都依賴(lài)于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的快速發(fā)展要求智能機(jī)器人具有更加強(qiáng)大的AI性能，如：智能機(jī)器人真正地具有人類(lèi)的“思維”，能夠與人類(lèi)進(jìn)行自由的空間網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和智能交互。近年來(lái)，云服務(wù)系統(tǒng)不斷完善，使機(jī)器人的操作者可以基于云網(wǎng)絡(luò)對(duì)智能機(jī)器人實(shí)施實(shí)時(shí)控制，AI領(lǐng)域的研究是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，如何使得智能機(jī)器人具備一定的人體感知能力，是人們所關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題之一。云端數(shù)據(jù)的應(yīng)用，消除了原本存在的與網(wǎng)絡(luò)空間的通信問(wèn)題，提高了計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)與人體感知技術(shù)的融合能力，使智能機(jī)器人在獨(dú)立的空間內(nèi)具備了一定的自我思維能力，并提高了智能機(jī)器人的人體感知能力和AI性能，使智能機(jī)器人可以完成更為復(fù)雜的指令。

總之，人體感應(yīng)技術(shù)的研究和應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)器人的智能化水平，能夠更加充分地發(fā)揮出智能設(shè)備在惡劣環(huán)境下的特殊作用，更好地為人類(lèi)服務(wù)。

2 基于人體感應(yīng)技術(shù)的智能化機(jī)器人設(shè)計(jì)

將人體感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)，將會(huì)進(jìn)一步提高智能機(jī)器人的自我學(xué)習(xí)能力和AI性能。人體感應(yīng)技術(shù)與紅外線技術(shù)密切相關(guān)，將智能機(jī)器人內(nèi)置高性能的紅外傳感器，當(dāng)智能機(jī)器人基于紅外傳感器的熱感效應(yīng)而感知到周?chē)腥梭w熱源存在時(shí)，會(huì)進(jìn)一步作出判斷或?qū)⑦@一信息傳遞到后臺(tái)指揮中心。智能機(jī)器人配備聲光報(bào)警裝置，并通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和集成電路與人體熱釋傳感器相連。智能機(jī)器人的外部安裝了紅外探頭，用于感知周?chē)欠翊嬖谌梭w紅外熱源信號(hào)，當(dāng)感知到周?chē)嬖谌梭w熱源信號(hào)時(shí)，會(huì)激發(fā)紅外傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)，啟動(dòng)控制電路進(jìn)而保證周?chē)藛T的安全，或發(fā)出救援信號(hào)指令。

2.1 人體紅外感應(yīng)信號(hào)識(shí)別技術(shù)研究

將具有熱釋電功能的人體感應(yīng)紅外傳感器內(nèi)置于智能機(jī)器人主板位置，并通過(guò)程序設(shè)定與其他的功能模塊實(shí)現(xiàn)兼容。由于人體的基礎(chǔ)體溫恒定，作為一個(gè)熱源體的人體會(huì)不斷地向周?chē)h(huán)境釋放出10 μm左右紅外線波長(zhǎng)，智能機(jī)器人基于熱釋電紅外傳感器，通過(guò)紅外波長(zhǎng)，迅速地感知到周?chē)梭w的存在。智能機(jī)器人利用紅外線探頭探測(cè)到人體的紅外線波長(zhǎng)的存在，并利用濾光片將紅外線波長(zhǎng)放大、增強(qiáng)、去除其他干擾源的影響，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體所在位置的準(zhǔn)確定位，應(yīng)用了人體感應(yīng)技術(shù)的紅外傳感器基礎(chǔ)電路圖，如圖1所示。

圖1 人體感應(yīng)技術(shù)傳感器輔助電路圖Fig.1 Auxiliary circuit diagram of human body induction technology sensor

具有熱釋電功能的紅外傳感器基礎(chǔ)電路系統(tǒng)，由電源電路、紅外信號(hào)處理芯片及控制電路等幾個(gè)主體部分構(gòu)成。人體感知紅外信號(hào)技術(shù)應(yīng)用的主控芯片型號(hào)為CSC9805，與芯片連接的穩(wěn)壓裝置總輸出電壓5 V, 1.5 A，并直接匹配直流PIR管材探頭。該探頭還具有快速感應(yīng)和觸發(fā)性能，基于電路檢測(cè)和時(shí)鐘技術(shù)不斷地輸出高壓電平，控制紅外信號(hào)的輸出。如果探頭基于人體感知技術(shù)識(shí)別到周?chē)屑t外熱源存在,系統(tǒng)就會(huì)觸發(fā)紅外傳感裝置觸發(fā)高電平，內(nèi)置的時(shí)鐘裝置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并控制主控芯片的信號(hào)輸出。外置電路中的電阻值分別為20 Ω和16 Ω，電阻值可微調(diào)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體紅外感知技術(shù)的智能調(diào)控和延時(shí)控制。為擴(kuò)大對(duì)人體熱源智能感知的感應(yīng)范圍，設(shè)計(jì)中的PIR管排布采用了并聯(lián)的設(shè)計(jì)方式，以提高紅外信號(hào)識(shí)別的穩(wěn)定性，這種設(shè)計(jì)方式還能夠縮短信號(hào)的連接時(shí)長(zhǎng)，提高人體紅外信號(hào)控制的可靠性。

2.2 基于人體感應(yīng)的智能機(jī)器人定位設(shè)計(jì)

對(duì)目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性是衡量智能機(jī)器人性能的主要指標(biāo)之一，在實(shí)際的救援活動(dòng)中,精確的目標(biāo)定位也能夠贏得寶貴的搶救時(shí)間?；谌梭w紅外感知技術(shù)的智能機(jī)器人系統(tǒng)在目標(biāo)定位準(zhǔn)確率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榻嚯x的紅外波定位在準(zhǔn)確度控制上本來(lái)就具有明顯的優(yōu)勢(shì)。在智能機(jī)器人的定位過(guò)程中，定位算法的可靠性與穩(wěn)定性同樣十分重要，而基于人體感應(yīng)技術(shù)的紅外傳感器，在波形控制與信號(hào)傳輸時(shí)的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)電磁信號(hào)定位和GPRS定位，基于人體感應(yīng)技術(shù)的紅外信號(hào)定位原理如圖2所示。

圖2 基于人體感應(yīng)技術(shù)的智能機(jī)器人定位原理圖Fig.2 Schematic diagram of intelligent robot positioning based on human body induction technology

圖2中，設(shè)定目標(biāo)物A坐標(biāo)為(x,y)，在x軸方向上移動(dòng)距離設(shè)為n，在y軸方向上移動(dòng)距離設(shè)為m。由于智能機(jī)器人系統(tǒng)中的PIR管排布方式為橫、縱兩個(gè)方向，即使部分紅外信號(hào)出現(xiàn)遮擋也不會(huì)對(duì)目標(biāo)物的定位產(chǎn)生過(guò)多的影響。如圖2所示，當(dāng)目標(biāo)物A(x,y)出現(xiàn)在智能機(jī)器人的搜索目標(biāo)范圍，即使x軸方向上的紅外信號(hào)受到了阻擋，內(nèi)置高性能紅外傳感器的智能機(jī)器人系統(tǒng)還可以通過(guò)y軸方向上的紅外信號(hào)，對(duì)標(biāo)的物的位置進(jìn)行定位。PIR紅外管采用了均勻分布的方式，如果設(shè)定智能機(jī)器人系統(tǒng)匯總兩個(gè)垂直分布的PIR紅外管中心距離為d，可以基于距離判斷出目標(biāo)物A(x,y)的準(zhǔn)確位置

(1)

基于人體感知技術(shù)的直接定位方式簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，但是無(wú)法應(yīng)對(duì)更為復(fù)雜的場(chǎng)景。由于智能機(jī)器人的實(shí)際工作環(huán)境往往更為復(fù)雜，來(lái)自于障礙物的遮擋可能是多方向的，如果x軸方向與y軸方向同時(shí)被遮擋，此時(shí)的定位準(zhǔn)確性就會(huì)受到影響。而人體紅外感知技術(shù)具有良好的穿透性能，為提高智能機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)定位的精度，本文基于人體感知技術(shù)，設(shè)計(jì)了基于重心定位的算法，提高智能機(jī)器人定位的準(zhǔn)確性。重心可以理解為物體受力均衡的一個(gè)平衡點(diǎn)，由于人體作為一個(gè)恒溫?zé)嵩?，其紅外波的發(fā)射是朝向四面八方的，重心法就是依據(jù)人體感知技術(shù)，尋找出紅外波長(zhǎng)的重心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的準(zhǔn)確定位。如果有目標(biāo)物體出現(xiàn)在智能機(jī)器人的檢測(cè)位置時(shí)，熱源發(fā)射的各個(gè)方向的紅外波會(huì)進(jìn)入智能機(jī)器人系統(tǒng)的信號(hào)采集模塊，這時(shí)必然會(huì)有一部分紅外光信號(hào)被周?chē)母蓴_物體遮擋，而且這種遮擋具有明顯的隨機(jī)性特征，不可預(yù)知。被遮擋到的紅外信號(hào)與未被遮擋的紅外信號(hào)，在波長(zhǎng)信號(hào)的強(qiáng)度分布上具有明顯的不同，而內(nèi)置于智能機(jī)器人內(nèi)部的紅外傳感裝置所感知到的信號(hào)強(qiáng)度也不同。基于重心理論，可以將進(jìn)入智能機(jī)器人感知范圍的熱源物體理解為一個(gè)紅外波長(zhǎng)集合的重心，依據(jù)對(duì)不同波長(zhǎng)范圍和波長(zhǎng)強(qiáng)度的紅外感知強(qiáng)度的差異，判斷出具體的重心位置，進(jìn)而對(duì)中心位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。將熱源物體劃分為等距離的測(cè)定范圍，分別為N1,N2,N3,N4,N5,N6，設(shè)定智能機(jī)器人紅外傳感器模塊的熱源物體對(duì)應(yīng)的紅外強(qiáng)度值分別為O1，O2，O3，O4，O5，O6，如圖3所示。

圖3 人體感知強(qiáng)度值分布Fig.3 Distribution of human perception intensity

由于智能機(jī)器人系統(tǒng)中人體感知模塊的PIR紅外管為均勻排列分布，當(dāng)一側(cè)的紅外波被遮擋之后，另一側(cè)的紅外波感知強(qiáng)度會(huì)受到一定程度的影響，這時(shí)系統(tǒng)能感受到信號(hào)變化值重心會(huì)發(fā)生偏移，此時(shí)，重心位置(x0,y0)會(huì)進(jìn)一步發(fā)生偏離?；诟軛U平衡原理對(duì)紅外波長(zhǎng)的重心偏離情況進(jìn)行糾正，當(dāng)物體受力時(shí)，力的合力矩代數(shù)和始終為零，可以表示為

∑Fi×li=∑Fj×lj

(2)

式中：Fi和Fj表示人體紅外波長(zhǎng)的感知強(qiáng)度；li和lj分別為感知強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的感知距離。此時(shí)，對(duì)熱源物的重心位置判定可以表示為

(3)

對(duì)式(3)進(jìn)行簡(jiǎn)化和推導(dǎo)時(shí)，當(dāng)特征點(diǎn)數(shù)量分別為偶數(shù)和奇數(shù)時(shí)，得到的x軸方向和y軸方面的重心坐標(biāo)值，分別表示為

(4)

(5)

基于人體感知技術(shù)對(duì)標(biāo)的物的重心確定之后，可以再依據(jù)重心坐標(biāo)準(zhǔn)確地確定熱源位置，在最短的時(shí)間內(nèi)作出最佳的判斷，并將標(biāo)的物的位置信息通過(guò)無(wú)線傳感上傳到后臺(tái)系統(tǒng)?；谌梭w感知技術(shù)的智能機(jī)器人控制模式選擇包括串行控制和并行控制兩種具體方式，融入人體感知技術(shù)之后，智能機(jī)器人系統(tǒng)的性能會(huì)得到很大提升，可以準(zhǔn)確地判斷出紅外熱源的精確位置信息。

3 應(yīng)用結(jié)果分析

為驗(yàn)證加入人體感應(yīng)技術(shù)的條件下，智能機(jī)器人系統(tǒng)的目標(biāo)定位及行進(jìn)路線選擇方面的優(yōu)越性，本文基于Matlab仿真平臺(tái)進(jìn)行了一組仿真實(shí)驗(yàn)。

基于AGV狀態(tài)對(duì)智能機(jī)器人的基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，具體包括6種基本狀態(tài)，如表1所示。

表1 智能機(jī)器人狀態(tài)參數(shù)設(shè)定Tab.1 State parameter setting of intelligent robots

對(duì)智能機(jī)器人在工作過(guò)程中的行進(jìn)速度也進(jìn)行設(shè)定，并禁止智能機(jī)器人的后向移動(dòng)，A為加入人體感知技術(shù)的智能機(jī)器人，B為未加入人體感知技術(shù)機(jī)器人：

表2 智能機(jī)器人最大行進(jìn)速度設(shè)定Tab.2 Maximum travel speed setting of intelligent robots

3.1 智能機(jī)器人定位準(zhǔn)確性對(duì)比

實(shí)驗(yàn)分別在Matlab仿真平臺(tái)中模擬兩種災(zāi)難救援場(chǎng)景，分別為少障礙物場(chǎng)景(4個(gè)熱源)和多障礙物場(chǎng)景(20個(gè)熱源)。對(duì)比兩個(gè)智能機(jī)器人系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下對(duì)標(biāo)的物的定位耗時(shí)情況，仿真實(shí)驗(yàn)的次數(shù)為100次，再將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)隨機(jī)編成10組后取平均值，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表3所示。

表3 智能機(jī)器人系統(tǒng)定位情況分析Tab.3 Analysis of positioning of intelligent robot system

在少障礙物的場(chǎng)景下，加入人體感應(yīng)技術(shù)的100次仿真實(shí)驗(yàn)平均定位時(shí)間為0.47 s，而傳統(tǒng)智能機(jī)器人定位系統(tǒng)的平均耗時(shí)為0.61 s，存在一定的差距，但這種差距表現(xiàn)較??；而在復(fù)雜的場(chǎng)景條件下，對(duì)于熱源物體的識(shí)別定位時(shí)間就出現(xiàn)了明顯的差距，加入人體感應(yīng)技術(shù)的智能機(jī)器人系統(tǒng)的平均定位時(shí)間為0.62 s，而傳統(tǒng)智能機(jī)器人的定位時(shí)間高達(dá)1.78 s，而且有兩次沒(méi)能準(zhǔn)確定位出熱源物的位置。由此可以證明，人體感知技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱源物體的快速定位，為災(zāi)難救援活動(dòng)贏得寶貴的時(shí)間。在分別考察兩種智能機(jī)器人在空間位置定位準(zhǔn)確率方面的表現(xiàn)，仍舊進(jìn)行100次仿真實(shí)驗(yàn)，分析結(jié)果如圖4所示。

圖4 智能機(jī)器人定位準(zhǔn)確率對(duì)比Fig.4 Comparison of positioning accuracy of intelligent robots

從100次仿真實(shí)驗(yàn)的定位結(jié)果能夠得出，基于人體感知技術(shù)的智能機(jī)器人定位準(zhǔn)確率能夠保持在98%左右，而傳統(tǒng)智能機(jī)器人的定位準(zhǔn)確率平均為93.4%，且波動(dòng)較大，最低為89%，難以滿足現(xiàn)實(shí)需求。從圖4中的樣本數(shù)據(jù)曲線變化能夠看出，沒(méi)有加入人體感應(yīng)技術(shù)的機(jī)器人,系統(tǒng)綜合定位準(zhǔn)確率波動(dòng)較大，穩(wěn)定性不足。

3.2 智能機(jī)器人最優(yōu)行進(jìn)路徑對(duì)比

智能機(jī)器人在復(fù)雜場(chǎng)景中的最優(yōu)行走路徑選擇是衡量智能機(jī)器人性能的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。將人類(lèi)感知技術(shù)集成到智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)中，可以大大提高智能機(jī)器人的AI性能，節(jié)省達(dá)到目標(biāo)的時(shí)間和智能機(jī)器人自身的能耗。為了避免隨機(jī)性對(duì)結(jié)果的影響，將兩組方法在不同場(chǎng)景下進(jìn)行200次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量實(shí)際的路徑距離，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

表4 智能機(jī)器人行進(jìn)路徑結(jié)果對(duì)比Tab.4 Comparison of travel path results of intelligent robots

分析表4可知，加入了本文方法的A組在不同場(chǎng)景中均表現(xiàn)優(yōu)異，在少障礙場(chǎng)景中，最短路徑為26.35 m，平均路徑長(zhǎng)度為27.68 m，路徑長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)差為0.027 m，平均迭代次數(shù)為88，均遠(yuǎn)小于B組的行進(jìn)路徑結(jié)果，在多障礙場(chǎng)景中仍舊保持較大的優(yōu)勢(shì)。這是由于在智能機(jī)器人空間定位過(guò)程中加入了人體感應(yīng)技術(shù)，借助于紅外傳感器模塊，能夠找出一條智能機(jī)器人最優(yōu)的行進(jìn)路徑，保證行進(jìn)距離最短，節(jié)省機(jī)器人自身的能耗。仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，將人體感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于智能機(jī)器人設(shè)計(jì)，能夠提高智能機(jī)器的AI性能和適用性。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、人工智能技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)器人的智能化水平越來(lái)越高，并在許多惡劣、危險(xiǎn)的環(huán)境下，代替了直接的人工作業(yè)。人體感應(yīng)技術(shù)是近些年研究熱點(diǎn)問(wèn)題之一，為了提高目前智能機(jī)器人的性能，本文將人體感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)，研究了人體感應(yīng)技術(shù)的原理和應(yīng)用范圍，基于人體感應(yīng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了紅外傳感模塊和智能機(jī)器人的定位算法，提高對(duì)熱源體的定位精度。智能機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)必將更加的智能化，仿腦技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等會(huì)與智能機(jī)器人操控系統(tǒng)結(jié)合得更為緊密，為人類(lèi)提供更好的服務(wù)。