机器人感知与控制关键技术及其智能制造应用(1).pdf

50Focus聚焦·智慧机器人

机器人感知与控制关键技术及其

智能制造应用

KeyTechnologiesofRobotPerceptionandControlandItsIntelligentManufacturingApplicitions

★湖南大学王耀南，江一鸣，姜娇，张辉，谭浩然，彭伟星，吴昊天，曾凯

摘要：智能机器人在服务国家重大需求，引领国民经济发展和保障国防近年来，智能机器人作为国民经济与社会发展的

安全中起到重要作用，被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”。随着新一轮基础性与战略性产品，在服务国家航空航天、轨道交

工业革命的到来，世界主要工业国家都开始加快机器人技术的战略部署.通、海洋舰船、工程机械制造等领域重大需求，引领国

而智能机器人作为智能制造的重要载体，在深入实施制造强国战略，推民经济发展和保障国防安全中起到重要作用，被誉为

动制造业的高端化、智能化、绿色化过程中将发挥重要作用。本文从智

“制造业皇冠顶端的明珠”。随着新一轮工业革命的到

能机器人的感知与控制等关键技术的视角出发，重点阐述了机器人的三

维环境感知、点云配准、位姿估计、任务规划、多机协同、柔顺控制、来以及人工智能、云计算、物联网等技术快速发展，机

视觉伺服等共性关键技术的国内外发展现状。然后，以复杂曲面机器人器人技术受到美国、欧盟等世界发达国家的高度重视，

三维测量、复杂部件机器人打磨、机器人力控智装配等机器人智能制造同时世界主要工业国家都开始加快机器人部署的步伐。

系统为例，阐述了机器人智能制造应用的关键技术，并介绍了工程机械2013年，德国率先提出“工业4.0”，旨在推动工业现

智能化无人工厂、无菌化机器人制药生产线等典型案例。最后探讨了智

代化和数字化转型，在新一轮工业革命中占领先机；

能制造机器人的发展趋势和所面临的挑战。

关键词：机器人；智能制造；视觉感知；智能控制；系统应用；信息物2017年，美国推出“国家机器人计划2.0”，强调机器

理系统人可扩展性，通过多机器人协作实现复杂环境下分布式

Abstract:Intelligentrobotsplayanimportantroleinservingthecountrys的感知、规划、行动和学习，提升机器人的作业范围；

majordemands,leadingthedevelopmentofthenationaleconomy2020年美国发布的“机器人发展路线图”以及2021年

andensuringnationaldefensesecurity,whichareknownasthetop

发布的“无尽前沿法案”，均将机器人与先进制造技术

ofthecrownjewelinthemanufacturing.Withtheadventofanew

roundofindustrialrevolution,majorindustrialcountrieshavebegunto列为发展重点；而欧盟早在其“火花计划”“地平线

acceleratethedeploymentofrobottechnology.Asanimportantcarrier2020”等计划，以及日本发布的“机器人新战略”，

ofintelligentmanufacturing,intelligentrobotscanplayanimportant都着重强调了机器人的作业能力；此外，我国的“智能

roleinthein-depthimplementationofthemanufacturing