跟随型移动机器人关键技术与挑战综述
福州大学电气工程与自动化学院 2.中国科学院福建物质结构研究所
摘要
跟随机器人作为服务机器人领域的重要分支,近年来在工厂巡检、物流搬运等场景中展现出广泛应用前景。本文系统综述了跟随机器人关键技术的研究进展,涵盖感知、控制、SLAM 及路径规划等四大核心模块。在感知方面,总结了激光雷达、单/双目视觉和UWB 等传感器的融合方法,分析其适用性与局限性;控制方面,梳理了阻抗控制、导纳控制、最优控制与深度强化学习等策略,探讨其在鲁棒性与人机交互性之间的平衡;定位建图方面,对激光/视觉SLAM 与无线定位方法的集成进行了比较;路径规划方面,分析了多种优化算法与启发式搜索策略在动态环境下的应用效果。此外,本文归纳了跟随精度易受环境干扰、目标快速运动引发响应滞后、长时跟随导致误差累积及人机交互自然度不足等挑战,并总结了当前研究中应对这些问题的代表性策略。最后,总结提炼出未来研究方向应聚焦于多模态感知鲁棒性提升、人机交互智能化、自主能耗管理及多机器人协同机制的构建。
关键词
跟随机器人
人机交互
多传感器融合
人机共融