林靖生 吳韜

摘 要：隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人正在進(jìn)入國(guó)民生活的醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人正成為機(jī)器人技術(shù)推廣的新領(lǐng)域。本研究從SLAM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀入手，描述了基于此技術(shù)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人五大性能，地圖構(gòu)建、路徑規(guī)劃、實(shí)時(shí)定位、自動(dòng)回充、語(yǔ)音控制，分析了復(fù)雜環(huán)境下的SLAM算法優(yōu)化，提出一種基于SLAM技術(shù)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。鑒于具有成本相對(duì)較低，對(duì)傳感器性能要求低，算法整體運(yùn)算壓力小，具有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：醫(yī)療；服務(wù)機(jī)器人；SLAM

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）22-0074-03

Abstract： With the continuous development of robot technology， robot is entering the medical field of national life， medical service robot is becoming a new field of robot technology promotion. Starting with the development of slam technology， this paper describes the five performances of medical service robot based on SLAM technology， including map construction， path planning， real-time positioning， automatic refilling and voice control， and analyzes the optimization of SLAM algorithm in complex environment. This paper presents the design and implementation of a medical service robot based on SLAM technology. In view of the relatively low cost， low demand for sensor performance and low computational pressure of the algorithm as a whole， it has a broad application prospect.

Keywords： medical treatment； service robot； SLAM

前言

隨著市場(chǎng)需求的不斷走高，機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在醫(yī)療服務(wù)業(yè)方面，機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要分支是移動(dòng)機(jī)器人。預(yù)計(jì)2020年，服務(wù)類(lèi)機(jī)器人年銷(xiāo)售收入有望超過(guò)300億元，市場(chǎng)定位和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求讓導(dǎo)航定位成為刻不容緩的任務(wù)[1]。機(jī)器人技術(shù)是融合了機(jī)械，電子，傳感器，計(jì)算機(jī)，人工智能等許多科學(xué)知識(shí)，涉及到當(dāng)今許多前沿領(lǐng)域技術(shù)[2，3]。移動(dòng)機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向應(yīng)用，需要穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)，精確的感知能力和安全性。移動(dòng)機(jī)器人能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航是完成任務(wù)的前提，室內(nèi)定位技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的室外定位技術(shù)有其特殊性。主要表現(xiàn)在GPS信號(hào)變?nèi)酢⒄系K物多、干擾源多、多層建筑中的定位及未知環(huán)境定位。室內(nèi)定位技術(shù)是基于對(duì)室內(nèi)環(huán)境了解的基礎(chǔ)上，減少對(duì)環(huán)境依賴(lài)的室內(nèi)定位是亟需解決的難題。

在機(jī)器人領(lǐng)域中，不依賴(lài)GPS定位技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。自主定位基于慣性單元的航跡推算，利用慣導(dǎo)或里程計(jì)，對(duì)自身位置進(jìn)行遞歸推算。導(dǎo)致航位推算法只適于短時(shí)短距的位姿估計(jì)，而對(duì)于大范圍的定位常利用傳感器對(duì)環(huán)境進(jìn)行觀測(cè)，通過(guò)環(huán)境地圖匹配，可實(shí)現(xiàn)精確定位。如果把機(jī)器人位姿看作系統(tǒng)狀態(tài)，可以用貝葉斯濾波對(duì)其位姿進(jìn)行估計(jì)。鑒于里程計(jì)和慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差累積效應(yīng)，需用其他方法進(jìn)行定位修正，對(duì)遠(yuǎn)距離精確導(dǎo)航定位不適用。隨著科技發(fā)展和現(xiàn)實(shí)需要，出現(xiàn)了同步定位與地圖構(gòu)建方法，因?yàn)樗梢栽诖_定自身位置的同時(shí)構(gòu)造環(huán)境模型，常被用來(lái)解決機(jī)器人定位問(wèn)題，其應(yīng)用被認(rèn)為是機(jī)器人能否實(shí)現(xiàn)自主的關(guān)鍵前提條件。

1 SLAM技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人工智能的快速發(fā)展，智能機(jī)器人已經(jīng)深入人類(lèi)生活中的方方面面。它的出現(xiàn)是為了解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)而使得人的雙手得以解放。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和生活便利性，對(duì)機(jī)器人的自主環(huán)境適應(yīng)性能要求也更高。能夠在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航是機(jī)器人完成任務(wù)的基礎(chǔ)。移動(dòng)機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，需要各類(lèi)傳感器對(duì)自身位姿和外部環(huán)境信息的感知，通過(guò)準(zhǔn)確感知自身和環(huán)境的信息，從而有效完成作業(yè)。在實(shí)際過(guò)程中，問(wèn)題求解往往難度較大。近年來(lái)移動(dòng)機(jī)器人的同步定位與建圖問(wèn)題廣為關(guān)注。

SLAM是同步定位與地圖構(gòu)建（Simultaneous Localization And Mapping）的縮寫(xiě)，最早由Hugh Durrant-Whyte 和 John J.Leonard提出[4]。SLAM技術(shù)主要用于解決機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的定位導(dǎo)航與地圖構(gòu)建，可以在周?chē)h(huán)境無(wú)法先驗(yàn)前提下，讓其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)自身攜帶的傳感器和對(duì)周?chē)h(huán)境的感知進(jìn)行精準(zhǔn)定位。SLAM技術(shù)是解決移動(dòng)機(jī)器人自主定位與導(dǎo)航問(wèn)題的關(guān)鍵所在，已成為移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[5]。

可靠導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主的先決條件之一，它包括回答：“我在哪里？”“我要去哪里？”和“我怎樣到達(dá)那里？”這三個(gè)問(wèn)題。移動(dòng)機(jī)器人的同步定位和地圖創(chuàng)建問(wèn)題要求機(jī)器人在一個(gè)完全未知的環(huán)境中，從未知位置出發(fā)，建立環(huán)境的導(dǎo)航地圖，同時(shí)同步確認(rèn)自己方位，從而全面地回答“我在哪里”這一問(wèn)題。SLAM技術(shù)具有重要的理論和價(jià)值，被很多初學(xué)者認(rèn)為是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正自主的關(guān)鍵。機(jī)器人的定位有相對(duì)和絕對(duì)。前者是根據(jù)機(jī)器人本身或從環(huán)境中提取某些特征信息，結(jié)合上一次的位置和姿態(tài)來(lái)判斷出當(dāng)前自身位姿；而后者是通過(guò)人們?cè)诃h(huán)境中預(yù)先設(shè)置的路標(biāo)或顯眼節(jié)點(diǎn)來(lái)計(jì)算機(jī)器人實(shí)時(shí)的位姿?，F(xiàn)往往將兩種結(jié)合來(lái)提高機(jī)器人定位的精準(zhǔn)度。

近年來(lái)，SLAM的研究及應(yīng)用，提高了移動(dòng)機(jī)器人的定位精度和地圖創(chuàng)建能力。常見(jiàn)的方法有，將SLAM與運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)和跟蹤的思想相結(jié)合；用于非靜態(tài)環(huán)境中構(gòu)建地圖的機(jī)器人對(duì)象建圖方法；結(jié)合最近點(diǎn)迭代算法和粒子濾波的同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建方法；應(yīng)用二維激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的建模，同時(shí)采用基于模糊似然估計(jì)的局部靜態(tài)地圖匹配的方法。

2 基于SLAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)巡航

基于SLAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人能夠在醫(yī)院病房、行政大廳等多種復(fù)雜的公共空間環(huán)境下起到自主規(guī)劃和實(shí)施更正導(dǎo)航路線的功能，具備十分優(yōu)秀的移動(dòng)和動(dòng)態(tài)避障能力。即使當(dāng)機(jī)器人經(jīng)過(guò)時(shí)，從身邊的病床可能突然掉落物體，也能通過(guò)局部路徑規(guī)劃方式自然地避開(kāi)該物體。本發(fā)明提供了視頻通信功能，用于觀察患者狀態(tài)，還可通過(guò)視頻遠(yuǎn)程操控機(jī)器人移動(dòng)，在需要人工介入時(shí)提供輔助的移動(dòng)操作，使得機(jī)器人的移動(dòng)更加靈活，更適合醫(yī)療服務(wù)的應(yīng)用。還配合語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，可以使得醫(yī)護(hù)人員能夠通過(guò)固定格式的語(yǔ)音來(lái)指揮機(jī)器人完成所下的命令的動(dòng)作，例如巡視病房、移動(dòng)至某個(gè)床位前等。通過(guò)語(yǔ)音直接操作機(jī)器人，具有操作便利、智能化的優(yōu)勢(shì)，還能夠有效減輕醫(yī)護(hù)人員的工作壓力，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率。為了使得患者能夠舒適地觀看機(jī)器人屏幕所顯示的內(nèi)容，可以通過(guò)調(diào)整機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，使得顯示裝置所顯示的內(nèi)容與患者的視線平齊。針對(duì)以上醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人所要滿(mǎn)足的功能需求，我們所研發(fā)的機(jī)器人提供了集地圖構(gòu)建等功能于一體的解決方案。

2.1 地圖構(gòu)建

機(jī)器人利用地圖描述環(huán)境，由于使用的算法和傳感器的差異，所以地圖描述形式也有不同。機(jī)器人常用柵格地圖對(duì)環(huán)境地圖進(jìn)行描述。這種地圖同人類(lèi)認(rèn)知的地圖相似。廣泛應(yīng)用于路徑規(guī)劃、導(dǎo)航、位姿估計(jì)，已成為機(jī)器人定位的通用地圖表示法。其本質(zhì)是一張位圖圖片，但其中每個(gè)“像素”則表示了實(shí)際環(huán)境中存在障礙物的概率分布。

本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)內(nèi)部也采用該地圖方式，我們通過(guò)激光雷達(dá)掃描繪制柵格地圖，是把環(huán)境劃分成一系列柵格，其中每一個(gè)柵格給定一個(gè)可能值，表示該柵格被障礙物占據(jù)的幾率。每個(gè)柵格可能有“占有”“空”“未知”三種狀態(tài)，分別表示不可通過(guò)、可通過(guò)、未知三類(lèi)區(qū)域，易于導(dǎo)航避障，適于運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。采用這種方式構(gòu)建地圖，易于創(chuàng)建和維護(hù)。

2.2 實(shí)時(shí)定位

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在未使用絕對(duì)路標(biāo)，只利用里程計(jì)來(lái)進(jìn)行位姿更迭，當(dāng)機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)，位姿未得到及時(shí)糾正，產(chǎn)生角度誤差，機(jī)器人若繼續(xù)構(gòu)建地圖時(shí)很有可能會(huì)產(chǎn)生loop closure（回）環(huán)問(wèn)題，最終導(dǎo)致原本是該閉合的環(huán)形走廊斷開(kāi)。位姿更新過(guò)程中，由于累積誤差的存在，連續(xù)迭代可能會(huì)導(dǎo)致地圖扭轉(zhuǎn)。這大大影響了地圖的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。因此本次所研發(fā)醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人是利用紅外定位傳感器消除里程計(jì)累積誤差帶來(lái)的位姿估計(jì)誤差。在醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人上配備了紅外定位傳感器來(lái)探測(cè)貼在天花板上的紅外標(biāo)簽，目的是更正里程計(jì)的累計(jì)誤差。研究認(rèn)為當(dāng)里程計(jì)位姿迭代和紅外定位傳感器的位姿估計(jì)可同時(shí)獲得時(shí)，紅外定位傳感器的位姿信息更準(zhǔn)確可靠。當(dāng)只有里程計(jì)時(shí)，利用里程計(jì)信息進(jìn)行位姿更迭。以這兩種方式相結(jié)合的方式構(gòu)建地圖比原來(lái)單純依靠里程計(jì)的位姿迭代更新創(chuàng)建的地圖效果更加理想，通過(guò)引入絕對(duì)路標(biāo)信息成功糾正了里程計(jì)的位姿累積誤差（尤其是角度誤差），解決了地圖重復(fù)精度問(wèn)題。

2.3 路徑規(guī)劃

機(jī)器人路徑規(guī)劃是根據(jù)當(dāng)前環(huán)境和目標(biāo)點(diǎn)信息規(guī)劃出下一刻機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和方向。通過(guò)人為預(yù)先設(shè)定的環(huán)境信息，可以規(guī)劃好一條最優(yōu)的路徑，方便對(duì)機(jī)器人進(jìn)行來(lái)回自主導(dǎo)航。由于SLAM算法本身只完成定位和地圖構(gòu)建，同導(dǎo)航定位/運(yùn)動(dòng)規(guī)劃還不完全等價(jià)。事實(shí)上，在完成同步定位與地圖構(gòu)建后，要進(jìn)行目標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)航能力。這就是所謂的路徑規(guī)劃，本質(zhì)就是規(guī)劃出一條A點(diǎn)到B點(diǎn)的路徑，讓機(jī)器人過(guò)去。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，運(yùn)動(dòng)規(guī)劃需實(shí)現(xiàn)兩個(gè)層次的模塊，一個(gè)叫做全局規(guī)劃。另一個(gè)層次的規(guī)劃模塊，叫做局部規(guī)劃，采用的是D*路徑搜索算法。結(jié)合兩種算法，我們本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人將這兩個(gè)層次的規(guī)劃模塊一起協(xié)同，機(jī)器人就可以很好的實(shí)現(xiàn)從A到B點(diǎn)的行動(dòng)了。使機(jī)器人在環(huán)境地圖上求取兩點(diǎn)之間的最小代價(jià)路徑，并且能避開(kāi)障礙物，動(dòng)態(tài)規(guī)劃出一條較優(yōu)的路徑。

2.4 自動(dòng)回充

為了提高機(jī)器人使用便利性，避免電量過(guò)低導(dǎo)致機(jī)器無(wú)法運(yùn)作的問(wèn)題，我們?yōu)楸敬吾t(yī)療服務(wù)機(jī)器人設(shè)計(jì)了自動(dòng)回充功能。在檢測(cè)到自己電量不足后，將會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)回充功能，首先通過(guò)路徑規(guī)劃?rùn)C(jī)器人走到充電塢附近，然后使用光電紅外對(duì)接的方式實(shí)現(xiàn)與充電塢的對(duì)接，通過(guò)充電座發(fā)出的紅外線信號(hào)而檢測(cè)出與充電座之間的相對(duì)位置信息引導(dǎo)回歸到充電塢。紅外的對(duì)接系統(tǒng)由紅外發(fā)射管與紅外接收管組成。紅外發(fā)射管在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候采用調(diào)制的方式，即將要送的數(shù)據(jù)和一定頻率的載波作“與”操作，這樣可以提高發(fā)送的效率以及降級(jí)發(fā)射的功耗。

為了實(shí)現(xiàn)充電塢的對(duì)接，機(jī)器人的需要接收充電塢的引導(dǎo)。當(dāng)機(jī)器人走到充電塢的附近，理論上應(yīng)該就能夠接收到充電塢上發(fā)出的紅外引導(dǎo)信號(hào)。但是實(shí)際情況下，由于機(jī)器人走到充電附近時(shí)的姿態(tài)朝向以及障礙物的影響，可能不能接受到充電塢發(fā)出的紅外引導(dǎo)信號(hào)。所以，為了保證機(jī)器人能可靠地接收到充電塢的引導(dǎo)，我們首先需要讓機(jī)器人找到引導(dǎo)信號(hào)。機(jī)器人在充電塢紅外信號(hào)的引導(dǎo)下，每次步進(jìn)10厘米，然后繼續(xù)根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)來(lái)調(diào)整自己的位置和姿態(tài)，由于紅外接收器是安裝在機(jī)器人后方，所以機(jī)器人是倒退著走向充電塢的。機(jī)器人與充電塢的對(duì)接根據(jù)機(jī)器人相對(duì)充電塢不同位置處理方式不同。

2.5 語(yǔ)音控制

本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人可以通過(guò)語(yǔ)音控制機(jī)器人，機(jī)器人上設(shè)置麥克風(fēng)，配合語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，可以使得醫(yī)護(hù)人員能夠通過(guò)固定格式的語(yǔ)音來(lái)指揮機(jī)器人完成所下的命令的動(dòng)作，例如巡視病房、移動(dòng)至某個(gè)床位前等。通過(guò)語(yǔ)音直接操作機(jī)器人，具有操作便利、智能化的優(yōu)勢(shì)，還能夠有效減輕醫(yī)護(hù)人員的工作壓力，提高醫(yī)護(hù)人員的工作效率。

3 復(fù)雜環(huán)境下的SLAM算法調(diào)優(yōu)（核心算法和優(yōu)化結(jié)果對(duì)比）

3.1 簡(jiǎn)述

通常機(jī)器人服務(wù)的環(huán)境復(fù)雜多變，如何更加準(zhǔn)確的建立室內(nèi)地圖成為復(fù)雜環(huán)境中機(jī)器人的首要問(wèn)題。本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人為此針對(duì)影響SLAM建圖準(zhǔn)確性的兩個(gè)重要因素進(jìn)行優(yōu)化，將SLAM室內(nèi)地圖的準(zhǔn)確性提高，為后續(xù)的自主移動(dòng)，自主定位實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。具體優(yōu)化方向是里程計(jì)反饋優(yōu)化和SLAM閉環(huán)檢測(cè)，里程計(jì)既是機(jī)器人移動(dòng)物理環(huán)境下的距離、方向，準(zhǔn)確的里程計(jì)數(shù)據(jù)，可以獲得機(jī)器人相對(duì)初始位置的相對(duì)位移。而機(jī)器人建圖時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的另外一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)重新回到之前的某個(gè)位置時(shí)，已經(jīng)建好的地圖會(huì)錯(cuò)位并疊加到一起，導(dǎo)致室內(nèi)地圖混亂，為此本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人使用SLAM閉環(huán)檢測(cè)算法，當(dāng)SLAM算法發(fā)現(xiàn)回到某個(gè)之前的位置時(shí)，通過(guò)算法重新校準(zhǔn)地圖，消除之前的累積誤差。下面是對(duì)兩個(gè)優(yōu)化方向的詳細(xì)介紹。

3.2 里程計(jì)優(yōu)化處理

里程計(jì)原理是利用從移動(dòng)傳感器獲得的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)物體位置隨時(shí)間的變化而改變。改方法往往應(yīng)用于多種機(jī)器人系統(tǒng)，估算相對(duì)于初始位置移動(dòng)的距離。其對(duì)由速度對(duì)時(shí)間積分來(lái)求得位置的估算時(shí)所產(chǎn)生的誤差十分敏感。本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人是由兩個(gè)并行的驅(qū)動(dòng)輪來(lái)提供動(dòng)力，為此我們采用PID算法校準(zhǔn)里程計(jì)反饋數(shù)據(jù)。

實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)。PID控制器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握時(shí)，控制理論其他技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。

由增量式的PID表達(dá)式可知，增量式PID算法的控制增量只與過(guò)去的三組誤差量有關(guān)。因此在程序的實(shí)現(xiàn)上就容易很多。同時(shí)需要存儲(chǔ)和處理的數(shù)據(jù)量也大大降低，對(duì)處理器的處理速度和存儲(chǔ)要求也就大大降低，因此增量式PID控制算法是嵌入式控制系統(tǒng)中普遍使用的一種算法。在PID控制中，PID參數(shù)設(shè)置是影響精度的最重要因素，為此我們參照PID參數(shù)工程整定方法的基本原則：

（1）在輸出不震蕩時(shí)，增大比例增益P。（2）在輸出不震蕩時(shí)，減小比例增益Ti。（3）在輸出不震蕩時(shí)，增大比例增益Td。

在導(dǎo)航系統(tǒng)中，里程計(jì)是一種利用致動(dòng)器的移動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)估算機(jī)器人位置隨時(shí)間改變量的方法。雖然我們利用PID算法最大程度地消除誤差，但里程計(jì)總是會(huì)遇到誤差累計(jì)問(wèn)題。

3.3 SLAM閉環(huán)檢測(cè)

當(dāng)機(jī)器人在不光滑的表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，誤差是由多種影響因素交互產(chǎn)生的。誤差隨時(shí)間的累積，導(dǎo)致了里程計(jì)的讀數(shù)增加，SLAM的偏移也會(huì)越大。為此我們引入視覺(jué)矯正來(lái)增強(qiáng)機(jī)器人在任何表面以任何方式移動(dòng)時(shí)的導(dǎo)航精度。

算法基于以下幾個(gè)步驟：（1）圖像獲?。?jiǎn)文空障鄼C(jī)、雙目照相機(jī)或者全向照相機(jī)；（2）圖像校正：使用一些圖像處理技術(shù)來(lái)去除透鏡畸變；（3）特征檢測(cè)：確定感興趣的描述符，在幀與幀之間匹配特征并構(gòu)建光流場(chǎng)；（4）檢查光流場(chǎng)向量

是否存在潛在的跟蹤誤差，移除外點(diǎn)；（5）由光流場(chǎng)估計(jì)照相機(jī)的運(yùn)動(dòng)；（6）周期性的重定位跟蹤點(diǎn)。

通過(guò)PID算法優(yōu)化里程計(jì)精確度，并輔以視覺(jué)里程計(jì)周期性重定位，本次研發(fā)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人在SLAM建圖過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了高精度的地圖構(gòu)建，機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程更加穩(wěn)定。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，從醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的熱點(diǎn)來(lái)看，為滿(mǎn)足醫(yī)療機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性，醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人正朝著智能化、自主化方向發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和人口老齡化的加劇，醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的需求也在不斷增加，從而為本研究醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展提供了更廣闊的市場(chǎng)空間和發(fā)展機(jī)遇。

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