物聯網時代下智能清潔機器人技術及其應用研究

趙丹 江蘇天策機器人科技有限公司

雖然物聯網技術在近幾年得到了極大的發展進步，但其在智能清潔機器人技術中的應用的研究還處在起步階段，包括世界上其他國家，還都沒有完全展開對智能清潔機器人技術應用的系統性研究。在物聯網領域有許多種機器人系統，智能清潔機器人只是其中之一，其功能比傳統清潔設備功能更加全面，可以幫助用戶自主清潔地面、實時視頻回傳、檢測系統數據并進行工作管理等。還可以依據客戶的要求完成特殊的指令工作。智能清潔機器人技術能夠極大的推動科技社會的發展，能夠使各行各業無任何門檻的與高科技技術進行完美融合。在國家十三五規劃中，未來幾年將會加大對科技的投入力度，而智能清潔機器人技術的發展，也將會吸引大批關注者的目光。

一、智能機器人關鍵技術

（一）深度神經網絡人工智能識別技術

智能識別是清潔機器人的關鍵技術之一，決定了清潔機器人的智能化水平。機器人本體搭建基于深度學習多隱層節點神經網絡，對海量高清、深度成像圖像進行樣本訓練，獲得CNN 卷積神經網絡的關鍵權重參數數據，以此實現智能清潔機器人對交通標志、行人、車輛的高可靠度定位識別。智能清潔機器人對自身的狀態監測和環境的識別都依賴于傳感器技術，例如對清潔機器人的位置、位姿、速度進行監控的傳感器，除此之外還有感知靜態工作環境和動態變化環境信息的超聲波傳感器，紅外傳感器等。對環境的識別和自身工作狀態的檢測將更利于機器人完成自身的精確控制。

（二）自主導航技術

對于移動智能機器人來說，自主導航技術尤為重要，需要機器人能夠根據提前規劃好的路線，自己完成道路規劃并移動到位，像我們日常能夠接觸到的汽車無人駕駛技術，具有搬運能力的機器人和參與家政服務工作的機器人等都屬于移動智能機器人。具備這些功能的機器人都需要自主導航技術的應用。它能夠幫助智能機器人在有固定物體和移動物體的場景中移動順暢，并安全移動到目的位置點。而要想智能機器人能夠達到移動自如的狀態，就需要其他一些關鍵技術的輔助，比如智能交通控制系統、SLAM技術、圖像分析技術及傳感器信息采集分類技術等。

（三）智能回充、自主加排水技術

通過相機視覺AR 標識符位姿勢估算，可實現自主站點對接、自主加排水，站點配備消泡劑、清潔劑可自主添加。

（四）多重安全保障技術

多重避障：為了支持復雜場景下的自動行走及安全作業，機器人搭載超聲波、多線激光、單線激光多點融合避障，遇到障礙物時清掃機器人會自主減速或者立即停止，防止出現意外；前后攝像頭主要用于障礙物識別和視頻監控等功能。

繞障：遇到障礙物時具備繞障功能，先停5～10 秒，若障礙物還在，機器人可自主繞過障礙物，回到原來的軌跡上繼續工作。（注：當障礙物突然出現，且距離機器人只有不到0.6m 距離時，則采取避障不繞障）

二、物聯網時代下智能機器人技術的應用

（一）以國家政策為號召，堅持綠色環保理念

新時期以來，黨和政府高度重視低碳環保，倡導綠色環保發展理念，在智能機器人的應用上也響應了國家的號召，在機器人的研究與設計思路上，以節能減排為發展方向，例如，在機器人的動作控制方面，應用了無線網絡作為傳輸媒介，研發人員的操作指令，能夠無視時間和空間的限制，直接傳遞到智能機器人的控制中樞系統，使智能機器人能夠快速及時的完成研發人員的命令要求，這樣既節省了時間，又減少了指令信息傳輸過程的消耗。智能機器人的控制中樞系統還能夠對機器人執行指令過程中，能源消耗超過限定額度的模塊進行排查并給出動作調整指令，降低對能源的消耗，使節能降耗設計理念落到實處。

（二）實現對智能機器人的調度管理

在科技飛速發展的今天，智能機器人科技水平的提高，離不開物聯網技術以及通訊技術的合理應用，它能夠極大的提高多臺智能機器人的協作效率。第一點，我們要建設一支專門針對智能機器人調度后臺功能進行研發的專業技術團隊，是工作人員通過后臺可以進行高效的調度工作，更加卓越的完成多場景工作任務。第二點，我們要大力開展智能機器人關于深度學習等方面的研究，加強平時智能機器人在使用過程中識別行人、各類障礙物、各類垃圾等的識別，提升安全性及清潔效果。第三點，為了使智能機器人在更多領域得到應用，還需要在機器人的外觀和語音播報上作出改進，努力提高機器人與人類的親近感。

（三）通過物聯網技術的充分運用，研發智能空間機器人

在物聯網技術中，與智能機器人的應用越來越緊密的情況下，智能空間機器人在以后的發展中占據主要地位，智能空間機器人主要功能包括對特定用戶的行為進行監控、與用戶之間進行陪伴行為以及進行遠程管理等。智能空間機器人當前主要的研究方向是通過高效準確的數據傳遞與及時的數據反饋如何實現更好的操作效果。物聯網技術的優勢就是網絡信號強度更大，更穩定，智能機器人以后的研發重點也將是在智能空間的信息傳遞上。以往智能機器人都是以PLC 控制器作為控制中樞系統的大腦，來實現對機器人行為動作的控制，應用物聯網技術后，就可以實現應用網絡大數據以及云端數據計算等手段實現對智能機器人的操控。

三、結束語

借助物聯網技術，智能機器人的科技水平得到了極大的提高，也大大推動了其在人類生產生活中的應用普及，使人類的生活質量得到了極大的提高，雖然智能機器人技術還存在許多發展難題，但是這些難題也為智能機器人未來的發展指明方向，在物聯網技術發展的框架下，智能機器人應當努力提高自身在各個社會領域當中的應用水平，為和諧社會的發展作出應有的貢獻。