驾驶机器人的国内外研究现状

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国外汽车驾驶机器人发展情况国外自动驾驶机器人的发展大致可分为三个方向:

（1）汽车底盘测功机台架试验用机器人：即用于工况排放试验、性能和寿命试验、尾气排放和然料经济性试验等试验的机器人。有德国的申克公司SCHENCK，日本的小野测器株式会社ONOSOKKI、AUTOPILOT、HORIBA等公司，英国的MIRA公司，美国LBECO公司，比利时KATHOLIEKE大学等国家和公司。60946

（2）用于道路耐久性试验的驾驶机器人：该机器人主要是在汽车底盘测功机台架试验用机器人的基础上增加对汽车方向盘的运动控制。为了实现在道路上进行试验，国外所有汽车公司都采用在试验场地试验的方法，尤其是汽车的耐久性试验。这样就必须建设汽车和试验场之间的通讯，对在试验场地上的驾驶机器人进行控制，并从驾驶机器人上得到试验的数据。在底盘测功机台架试验用汽车性能试验和耐久性试验驾驶机器人的基础上要用于道路试验，必须增加相应的传感器才行。根据目前信息获取途径的不同，总体上可把传感器分为通过前方和通过下方获取信息两种方式。前者主要包括机器视觉、雷达、激光扫描器、超声、GPS、惯性导航器件等；后者主要有磁性标记、电缆。德国大众公司、日本丰田、日本尼桑电机等公司都已经研制出用于道路试验场试验用的驾驶机器人。

（3）自主驾驶机器人：该机器人以汽车为运动的载体，将整个汽车作为机器人，国外通常称之为智能车辆。这是目前国外各大公司竞相研发的热点。由于其已经对汽车进行了改造，不是将驾驶机器人作为一套机构无损地安装到试验车上。自八十年代中期，由于环境保护的意识不断加强和提高，汽车尾气排放法规日益严格。为了提高产品设计研发的效率，缩短汽车试验的时间，国外开始设计驾驶机器人进行有关的汽车试验，以提高汽车试验的精度。特别是国际上实施排放法规后，加速了驾驶机器人的研制。国外许多公司相继研发了用于试验用的汽车驾驶机器人以代替试验人员进行汽车的驾驶，目前只有几个发达国家拥有该项技术，主要有德国申克SCHENCK、STÄHLE、WITT，美国LBECO，英国MIRA、Froude Consine(见图1-1)，日本的小野测器株式会社ONOSOKKI、AUTOMAX、Horiba、Nissan Motor等公司，比利时Katholieke大学，这些机器人在结构上具有相似性，主要都由油门机械腿、制动机械腿、离合器机械腿(对于配备自动变速器的试验车，离合器机械腿可以省去)和换挡机械手组成，驱动方式主要有液压、气动和电动三种。国外从液压和电动型的开始起步(美国LBECO公司、英国MIRA公司、日本HORIBA等)，液压驱动方式的缺点在于对油的密封性要求高，机构复杂，由于动作弹性和柔顺性不够，逐步被气电混合型代替，其中油门腿为电动，其余控制腿为气动。气动驱动方式虽然气源获取容易，机构简单，但是由于油门机械腿定位精度要求高，如果全部采用气压驱动方式，执行机构和检测控制系统复杂，同时由于气动执行机构实现轨迹控制和多点准确定位(如换挡)困难。因此，研制能够运动轨迹解精控制的执行机构以及多点准确定位的气动控制系统成为各国研究的重点。近年来，由于电机伺服控制技术的发展论文网，国外己成功地开发了全电驱动的驾驶机器人(如日本HORIBA公司、AUTOMAX公司等)。在国外，其中德国STÄHLE公司研制的汽车驾驶机器人使用效果较好，其结构见图1-2，它主要由执行机构、控制器、PC机、以及与测功机的通讯接口组成。其控制系统可完成的任务有：控制器作用为接收步进电机的转角，发动机转速、车速等各个输入信号，并对各个信号进行处理，输出的控制信号去控制步进电机的转角、转速等。并与PC机进行通讯，接受PC机的控制命令，同时将各个信号传递给PC机。