智能机器人可视化技术的应用
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作者:刘劲威
摘 要：智能机器人是我国人工智能在发展过程中的衍生产物，已经成为了未来产业发展的趋势。通过在智能机器人的构建过程中融入可视化技术操作，使得越来越多的人开始知道智能机器人为生活带来的帮助，也有越来越多的相关学者开始研究智能机器人的可视化技术发展，本文通过对可视化技术和智能机器人的概念进行界定，通过分析智能机器人的可视化流程和应用关键技术，来促进我国对于智能机器人可视化技术的研究应用。
关键词：智能机器人 可视化 技术应用 人工智能
中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（c）-0001-02
伴随着大数据时代的发展，数据可视化从可视化技术中脱颖而出，获得了社会的广泛关注。可视化的应用不仅可以增强数据方面的呈现效果，也可以使其中的隐藏信息得以被发现。当前我国的可视化应用领域十分广泛，无论是网络数据还是交通数据，或者是文本数据和生物医药等方面，可视化技术应用已经深入到人们生活的各个领域，而在智能机器人中融合可视化技术也可以使我国的智能机器人制造产业获得长足的进步和发展。
1 可视化技术与智能机器人的理论界定
1.1 可视化技术
可视化技术在应用过程中可以被用来解释大量的数据，所以科学和工程计算领域对于可视化技术有了较早的应用，可视化主要是将数据直接转化为图形，从而赋予一些人们对于数据无法直接进行理解的洞察力内容。渐渐地可视化技术会应用到更多的领域当中，上到高速飞行模拟下到分子结构式，可视化技术的应用，现在已经无处不在。而在互联网时代的发展过程中，可视化技术与网络技术进行了强强联合，通过实现远程可视化服务来促进可视区域网络的构建，注意内容的核心技术是可视化的服务器硬件和软件，而科学可视化的主要过程就是借助于建模手段来进行数据渲染，通过将数据直接映射成物体的几何图元在将几何图元直接描绘成图形或者是图像，使得绘制的图形更加具有真实感。而且渲染本身是基于光学原理的光泽模型来计算物体可见面投影到观察者眼中的光亮大小和色彩组成的，从而产生更加具有真实感的图形内容。可以说，科学可视化已经在我国的各行各业中有了明确的应用价值，所以，在我国智能机器人的制造过程中也在逐步的应用可视化技术，使得这一技术逐渐为大众所知，并且成为我国科学技术发展的又一推动力量。
1.2 智能机器人概念
而当前所谓的智能机器人，就是将机器载体进入智能化阶段，通过赋予机器人一定的交互与决策能力来让智能机器人具备一定的自我学习能力和创造能力，而且这一机器载体不仅可以是机械构造的，也可以是由生物和细胞进行构建的。总的来说，智能机器人就是将人工智能技术与现代机器人的构造相结合，通过一些明确的任务和实时模型作为基础来进行问题的解决，而且这一解决过程不仅仅是单纯的对固定性问题行思考，更多的时候已经可以有智能机器人做出一定的决策，并且制定相应的规划，从而使智能机器人具备一定的学习功能和自我管理性功能。在智能机器人的分类过程中，不仅可以分为初级智能机器人和高级智能机器人，也可以通过机器人的自主性作为标准划分为传感性与自主性机器人，这些划分标准在我国智能机器人的构建过程当中有着十分重要的意义和价值。
1.3 智能机器人可视化功能性能要求
智能机器人的可视化交互设计的主要功能有仿真和监控两个方面，仿真就是在可视化的过程中通过将工作环境转化为图形化的编程控制程序来进行仿真，并且通过一定的图形和数字方式来显示仿真结果，从而更好的验证程序的准确性。而监控则是智能机器人在运动的过程中通过一些图形图像或数字的形式来显示智能机器人的位置与监控功能。在工作过程中，首先需要通过可视化来借助无线网络给机器人的运动输送相应的控制指令，而控制程序则会将机器人的位置角度等信息实时发送给可视化，从而可视化根据所得信息在界面中进行机器人当前情况的反馈。而在监控功能中，可视化首先会通过一路网络来进行控制指令的发送从而控制机器人的运动，另一路则通过网络来获取相应的视频数据并将视频显示在可视化界面当中。
2 智能机器人可视化技术的设计应用
2.1 积木世界
积木世界主要完成积木世界工作环境的新建、保存、打开、修改功能。其中新建有在线沟通模式和离线沟通模式，在线沟通模式就是在监控模式下通过实际机器人行走的过程来对前方环境的扫描从而获得相应的构图，极限构图则是在仿真状态下利用积木元素来构建相应的积木世界环境，打开则是将已经导入的工作环境进行建立，并可以工作环境的基础上进行相应的修改。“保存”是将己建立的积木世界工作环境保存为XML文件。“退出”是完成当可视化交互界面使用完毕后，退出可视化界面的功能。
2.2 库管理
库管理是完成对积木库和机器人库的管理过程。库管理包含“积木库”和“机器人库”两个部分。其中，“积木库”是各种积木元素的集合，包括矩形障碍物、椅子、床、柜子、桌子、灶台、沙发、电视柜、茶几九种障碍物，可以比较完整的描述一个室内环境。同理，“机器人库”则是各类机器人的集合。积木库管理和机器人库管理完成的功能是对积木库和机器人库中的元素进行添加、删除、保存的功能。
2.3 机器人控制
机器人控制完成在仿真和监控模式中控制机器运动的功能。机器人控制包含“遥控”、“路径规划（A*）;“路径规划（弹性带）”、“脚本编辑”四个部分，其中“路径规划（A* ）”是通过使用A*算法在积木世界环境中规划出一条可行路径，并使机器人按照规划的路径运动;“路径规划（弹性带）”是通过弹性带算法在积木世界环境中规划出一条可行路径，并使机器人按照规划的路径运动;“脚本编辑”是通过编辑特定语法规则的一系列脚本发送给机器人，使机器人按照脚本进行运动。
2.4 工作模式
工作模式就是机器人的工作在任何状态下都有仿真和监控两种模式，仿真是通过对图形化的编程得到的控制程序进行仿真所运用到的可视化模式，这一阶段中可视化和图形化的编程属于实时交互信息过程中，而监控则是在实际运行过程中通过可视化来对机器人起到一定的监控作用，这一过程中可视化与机器人处于实时交互信息过程中。
2.5 信息显示
信息显示就是将现有的环境信息和机器人相关信息以及视频直接显示到界面当中，环境信息包括环境的大小和现状情况，机器人信息则包括机器人当前所处的位置与角度，视频是在监控过程中机器人能否通过摄像头来获取相应的信息情况，另外信息显示还包括网络连接是否正常的情况显示。
3 结语
智能机器人在我国的经济发展过程中已经逐渐走入了千家万户，而智能机器人的应用，也让人类的生活变得更加便捷高效，在这一过程中，只有切实把握智能机器人的新技术发展现状，结合现有的科学研究成果来对智能机器人进行分析整整合，才能更好的将智能型设备应用在日常生活中，从而提升社会公众的生活质量。
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