智能機器人可視化技術的應用

劉勁威

摘 ? 要：智能機器人是我國人工智能在發展過程中的衍生產物，已經成為了未來產業發展的趨勢。通過在智能機器人的構建過程中融入可視化技術操作，使得越來越多的人開始知道智能機器人為生活帶來的幫助，也有越來越多的相關學者開始研究智能機器人的可視化技術發展，本文通過對可視化技術和智能機器人的概念進行界定，通過分析智能機器人的可視化流程和應用關鍵技術，來促進我國對于智能機器人可視化技術的研究應用。

關鍵詞：智能機器人 ?可視化 ?技術應用 ?人工智能

中圖分類號：TP242.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）07（c）-0001-02

伴隨著大數據時代的發展，數據可視化從可視化技術中脫穎而出，獲得了社會的廣泛關注。可視化的應用不僅可以增強數據方面的呈現效果，也可以使其中的隱藏信息得以被發現。當前我國的可視化應用領域十分廣泛，無論是網絡數據還是交通數據，或者是文本數據和生物醫藥等方面，可視化技術應用已經深入到人們生活的各個領域，而在智能機器人中融合可視化技術也可以使我國的智能機器人制造產業獲得長足的進步和發展。

1 ?可視化技術與智能機器人的理論界定

1.1 可視化技術

可視化技術在應用過程中可以被用來解釋大量的數據，所以科學和工程計算領域對于可視化技術有了較早的應用，可視化主要是將數據直接轉化為圖形，從而賦予一些人們對于數據無法直接進行理解的洞察力內容。漸漸地可視化技術會應用到更多的領域當中，上到高速飛行模擬下到分子結構式，可視化技術的應用，現在已經無處不在。而在互聯網時代的發展過程中，可視化技術與網絡技術進行了強強聯合，通過實現遠程可視化服務來促進可視區域網絡的構建，注意內容的核心技術是可視化的服務器硬件和軟件，而科學可視化的主要過程就是借助于建模手段來進行數據渲染，通過將數據直接映射成物體的幾何圖元在將幾何圖元直接描繪成圖形或者是圖像，使得繪制的圖形更加具有真實感。而且渲染本身是基于光學原理的光澤模型來計算物體可見面投影到觀察者眼中的光亮大小和色彩組成的，從而產生更加具有真實感的圖形內容。可以說，科學可視化已經在我國的各行各業中有了明確的應用價值，所以，在我國智能機器人的制造過程中也在逐步的應用可視化技術，使得這一技術逐漸為大眾所知，并且成為我國科學技術發展的又一推動力量。

1.2 智能機器人概念

而當前所謂的智能機器人，就是將機器載體進入智能化階段，通過賦予機器人一定的交互與決策能力來讓智能機器人具備一定的自我學習能力和創造能力，而且這一機器載體不僅可以是機械構造的，也可以是由生物和細胞進行構建的。總的來說，智能機器人就是將人工智能技術與現代機器人的構造相結合，通過一些明確的任務和實時模型作為基礎來進行問題的解決，而且這一解決過程不僅僅是單純的對固定性問題行思考，更多的時候已經可以有智能機器人做出一定的決策，并且制定相應的規劃，從而使智能機器人具備一定的學習功能和自我管理性功能。在智能機器人的分類過程中，不僅可以分為初級智能機器人和高級智能機器人，也可以通過機器人的自主性作為標準劃分為傳感性與自主性機器人，這些劃分標準在我國智能機器人的構建過程當中有著十分重要的意義和價值。

1.3 智能機器人可視化功能性能要求

智能機器人的可視化交互設計的主要功能有仿真和監控兩個方面，仿真就是在可視化的過程中通過將工作環境轉化為圖形化的編程控制程序來進行仿真，并且通過一定的圖形和數字方式來顯示仿真結果，從而更好的驗證程序的準確性。而監控則是智能機器人在運動的過程中通過一些圖形圖像或數字的形式來顯示智能機器人的位置與監控功能。在工作過程中，首先需要通過可視化來借助無線網絡給機器人的運動輸送相應的控制指令，而控制程序則會將機器人的位置角度等信息實時發送給可視化，從而可視化根據所得信息在界面中進行機器人當前情況的反饋。而在監控功能中，可視化首先會通過一路網絡來進行控制指令的發送從而控制機器人的運動，另一路則通過網絡來獲取相應的視頻數據并將視頻顯示在可視化界面當中。

2 ?智能機器人可視化技術的設計應用

2.1 積木世界

積木世界主要完成積木世界工作環境的新建、保存、打開、修改功能。其中新建有在線溝通模式和離線溝通模式，在線溝通模式就是在監控模式下通過實際機器人行走的過程來對前方環境的掃描從而獲得相應的構圖，極限構圖則是在仿真狀態下利用積木元素來構建相應的積木世界環境，打開則是將已經導入的工作環境進行建立，并可以工作環境的基礎上進行相應的修改。“保存”是將己建立的積木世界工作環境保存為XML文件。“退出”是完成當可視化交互界面使用完畢后，退出可視化界面的功能。

2.2 庫管理

庫管理是完成對積木庫和機器人庫的管理過程。庫管理包含“積木庫”和“機器人庫”兩個部分。其中，“積木庫”是各種積木元素的集合，包括矩形障礙物、椅子、床、柜子、桌子、灶臺、沙發、電視柜、茶幾九種障礙物，可以比較完整的描述一個室內環境。同理，“機器人庫”則是各類機器人的集合。積木庫管理和機器人庫管理完成的功能是對積木庫和機器人庫中的元素進行添加、刪除、保存的功能。

2.3 機器人控制

機器人控制完成在仿真和監控模式中控制機器運動的功能。機器人控制包含“遙控”、“路徑規劃（A*）;“路徑規劃（彈性帶）”、“腳本編輯”四個部分，其中“路徑規劃（A* ）”是通過使用A*算法在積木世界環境中規劃出一條可行路徑，并使機器人按照規劃的路徑運動;“路徑規劃（彈性帶）”是通過彈性帶算法在積木世界環境中規劃出一條可行路徑，并使機器人按照規劃的路徑運動;“腳本編輯”是通過編輯特定語法規則的一系列腳本發送給機器人，使機器人按照腳本進行運動。

2.4 工作模式

工作模式就是機器人的工作在任何狀態下都有仿真和監控兩種模式，仿真是通過對圖形化的編程得到的控制程序進行仿真所運用到的可視化模式，這一階段中可視化和圖形化的編程屬于實時交互信息過程中，而監控則是在實際運行過程中通過可視化來對機器人起到一定的監控作用，這一過程中可視化與機器人處于實時交互信息過程中。

2.5 信息顯示

信息顯示就是將現有的環境信息和機器人相關信息以及視頻直接顯示到界面當中，環境信息包括環境的大小和現狀情況，機器人信息則包括機器人當前所處的位置與角度，視頻是在監控過程中機器人能否通過攝像頭來獲取相應的信息情況，另外信息顯示還包括網絡連接是否正常的情況顯示。

3 ?結語

智能機器人在我國的經濟發展過程中已經逐漸走入了千家萬戶，而智能機器人的應用，也讓人類的生活變得更加便捷高效，在這一過程中，只有切實把握智能機器人的新技術發展現狀，結合現有的科學研究成果來對智能機器人進行分析整整合，才能更好的將智能型設備應用在日常生活中，從而提升社會公眾的生活質量。

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