第1章 移动机器人简介
移动机器人第1章：机器人定义、导航四模块、3W问题和移动机器人基础概念。
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第1章 移动机器人简介#
原始位置: 课程/AUTO545405-移动机器人/课件/第一章 移动机器人简介.pdf
教师: 吕娜
教材: Siegwart & Nourbakhsh, Introduction to Autonomous Mobile Robots, MIT Press
摘要#
本章介绍移动机器人课程概览、机器人定义与发展简史、移动机器人控制中需要解决的主要问题、控制策略以及环境建模与地图构建的基本概念。是整门课程的导论。
关键要点#
1. 什么是机器人#
- 能够感知环境、自主决策、执行动作的机电一体化系统
- 分类：工业机器人、轮式移动机器人、特种机器人、人形机器人
2. 机器人简史#
| 年代 | 里程碑 |
|---|---|
| 公元前400年 | 希腊 Archytas 蒸汽机械鸟 |
| 西周 | 偃师造”歌舞伶人”（最早有文字记载的人形自动机械） |
| 1495 | 达芬奇人形机器人草图 |
| 1913 | Ford 装配线 |
| 1927 | Westinghouse Televox（首个人形机器人） |
| 1961 | Unimate（首个数字可编程工业机器人） |
| 1967-72 | 早稻田大学 WABOT-1（首个全尺寸人形机器人） |
| 2000 | Honda ASIMO |
3. 课程六大模块#
- 移动（Locomotion） — 运动方式与稳定性
- 运动学（Kinematics） — 轮子约束、机动性分析
- 感知（Perception） — 传感器、计算机视觉
- 定位（Localization） — 确定机器人在环境中的位置
- 路径规划与导航 — 从 A 到 B 的最优路径
4. 移动机器人核心挑战#
- 无直接位置测量手段 → 位置必须随时间累积 → 累积误差
- 传感器数据不确定 → 需要概率方法处理
- 环境动态变化 → 需要鲁棒性
导航四模块#
感知 → 定位 → 认知(规划) → 运动控制涉及的实体#
- 西安交通大学 — 开课机构
- 吕娜 — 授课教师
涉及的概念#
- 移动机器人 — 核心主题
- 导航 — 核心能力
- 运动控制 — 四模块之一