1.1目的及意义

移动机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

移动机器人随其应用环境和移动方式的不同，研究内容也有很大差别。其共同的基本技术有传感器技术、移动技术、操作器、控制技术、人工智能等方面。它有相当于人的眼、耳、皮肤的视觉传感器、听觉传感器和触觉传感器。移动机构有轮式（如四轮式、两轮式、全方向式、履带式）、足式（如 6足、4足、2足）、混合式(用轮子和足)、特殊式(如吸附式、轨道式、蛇式)等类型。轮子适于平坦的路面，足式移动机构适于山岳地带和凹凸不平的环境。移动机器人的控制方式从遥控、监控向自治控制发展，综合应用机器视觉、问题求解、专家系统等人工智能等技术研制自治型移动机器人。

路径规划技术是机器人导航中最重要的环节，同时也是自主式移动机器人技术的一个重要组成部分，仍然是研究的一个重要方面，随着各种新方法和新技术的不断出现，对路径规划的研究有了更广阔的天地。

美国发射的“勇气号”、“机遇号”两艘火星探测机器人成功登陆火星并自行探路工作就是机器人路径规划算法在科研当中的真实写照。国内外的各大汽车制造工厂都已经广泛的使用工业机械臂来取代人工操作以获取高效率和高利润，这些机械臂对汽车焊点的焊接顺序和焊接路径都属于路径规划的研究领域。

例如恩格尔伯格于1985年研制的“护士助手”自主式机器人，它主要可以完成以下各项任务：运输医疗器材和设备；为病人送饭；送病例、报表及信件；运送药品；运送试验品及试验结果；在医院内送邮件及包裹等。机器人中装有医院的建筑物地图，在确定目的地后机器人利用路径规划算法自主沿走廊行走，由结构光视觉传感器及超声传感器探测突然出现的静止或运动物体。它的全方位触觉传感器保证机器人不与人和物相碰撞。

由以上可知机器人如何规划自己的行走路线，如何有效躲避障碍物，对整个机器人系统来说都是非常重要的。而对机器人路径规划算法的研究就是从全局环境的角度来考虑如何有效解决这两个问题。

1.2国内外研究现状分析

西方发达国家科学技术水平较高，并且在移动机器人方面的研究时间较早，并总结了丰富的研究经验。随着生产、生活中移动机器人产品需求量不断增多，进而国外这类产品的销量逐年增加，再加上，购买者对移动机器人在性能方面、功能方面提出了较高标准，这对移动机器人路径规划提出了新的要求，有利于丰富研究人员在路径规划方面的研究经验。上世纪八十年代，日本、美国、韩国等国主动加入移动机器人结构研究、外观设计、路径规划等行列，并成立科研小组，以此解决软硬件实践问题，坚持每年推出新型产品。除此之外，外国研究人员注重移动机器人在细节方面的设计，并且注重功能性和实用性，应用先进技术扩大移动机器人在各个领域的应用范围，这能有效缓解人力劳动强度，大大提高工作效率，同时，国家科学技术水平会大大提高。应用移动机器人的行业能够掌握丰富的应用技巧，并且移动机器人规划路径方面的经验能够不断积累，最终能为路径合理规划提供引导。

相对于国外来讲，我国在移动机器人方面的研究时间较短，并且现有研究成果不能更好的指导研究实践，但我国在这一方面的研究速度较快，总结了较多的研究经验。我国研究学者通过调查移动机器人市场销售情况、实际服务效果，以及操控灵敏度等内容为路径规划提供建议，确保路径规划方案能够更好的满足应用实践。我国将移动机器人分为不同类别，根据应用领域差异，将其分为医疗服务机器人、健康福利机器人、公共机器人、娱乐机器人、教育机器人、家庭机器人，无论移动机器人应用于哪个领域，均需要进行路径规划，这不仅能够迎合应用需要，而且还能缩短移动机器人应用时间，这对机器人性能完善，寿命延长有促进作用。为了缩小我国与发达国家在移动机器人发展、路径规划方面的差距，我国应主动向发达国家借鉴路径规划经验，结合我国移动机器人应用实际，探索最佳的路径规划方案，这对我国移动机器人大范围应用有重要意义。下文针对移动机器人路径规划现状以及路径规划技术展望具体分析。