機器人路徑規劃技術的現狀與發展

徐兵兵 郝榮飛

摘要

隨著智能汽車、智能機器人技術的發展，路徑規劃越來越重要，國內外大量的學者對路徑規劃進行了各種研究，并且取得了許多豐碩成果。而隨著人類對空間和深海探索腳步的加快，移動機器人的研究和開發越來越受到人們的高度重視，本文以移動機器人為例，探討了移動機器人路徑規劃的研究現狀和發展趨勢。

【關鍵詞】路徑規劃 專利申請 機器人

1前言

移動機器人路徑規劃始于20世紀60年代末期，早期的移動機器人路徑規劃主要是靜態環境下，包括柵格的路徑規劃技術、可視圖的路徑規劃技術、拓撲路徑規劃技術和混合路徑規劃技術等，但隨著移動機器人應用領域的擴大和工業環境的變化，要求機器人能適應更加復雜和多變的動態工作環境，特別是根據傳感器探測到的有限范圍內的運動信息進行避障規劃，實現動態環境中的運動和避障，出現采用模糊邏輯的路徑規劃技術、人工勢場的路徑規劃技術、遺傳算法的路徑規劃技術、神經網絡、蟻群算法等，基于實時性、安全性、可達性的更高要求，目前移動機器人路徑規劃技術多在于多傳感器、多種路徑規劃技術的融合。2路徑規劃專利技術申請情況分析

在IPC分類表中，移動機器人路徑規劃涉及的分類號有G05Dl/02、GOIC21/20、GOIC21/34、G05Dl/00、B25J9/16等，涉及的關鍵詞包括移動、機器人、路徑、路線、線路、規劃、robot、mov+、guid+、plan+、path+、rout+、lin+等，截至2017年年底，根據相關分類號和關鍵詞在中英文專利數據庫中進行檢索，獲得以下專利文件數：CNABS文獻量為601，SIPOABS文獻量為1078。

2.1申請情況分析

在英文摘要專利數據庫中檢索發現，國外移動機器人路徑規劃技術研究較早，1985年之前關于移動機器人的路徑規劃方法的國外申請量已有27篇，到1990年增加了56篇，1990-2000年申請量較為恒定，2000-2017年申請量呈波浪狀變化，而國內到2000年的申請量只有2篇，2005年申請量為8篇，2005-2010年申請量達到76篇，2010年后申請量急劇陡增，到2015年增加到314篇，2015-2017年專利量申請增速有所下降，但申請量仍處于增長的狀態。具體情況如圖l所示。

2.2主要申請人分析

在英文摘要專利數據庫中檢索發現，我國移動機器人路徑規劃技術研究集中于大學院校，各個院校申請數量較為平均，以東南大學、浙江工業大學申請居多，而后由于人工智能技術發展的需求，以國家電網、山東魯能智能技術有限公司、上海物景智能科技有限公司為代表也相繼投入研究，為移動機器人路徑規劃技術帶來了很大的發展與活力，如圖2所示。而國外申請人以研究公司居多，主要為日本和美國公司，以日本發那科公司、日本本田株式會社、日本索尼、ABB研究公司等為代表，引領機器人路徑規劃技術的發展方向。如圖3所示。

3結論

總之，移動機器人路徑規劃技術取得了豐碩的成果，但每一種方法都有其自身的優點和缺點，沒有任何一種方法可以應用于所有場合。隨著技術的不斷發展，多傳感器、多路徑規劃技術的融合的研究將不斷深入，路徑規劃領域的新的智能算法的研究也將不斷深化，推動移動機器人在其應用領域中發揮更好的作用。

參考文獻

[1]廖紹輝，張連東，機器人路徑規劃技術的現狀與發展趨勢[J].機械工程師，2017.