一、课题来源及研究意义、机器人的发展现状

1.1课题来源及研究意义

机器人的英文单词来源于捷克语”robota”，意思是”劳役、苦工”。对于机器人的定义，各个国家也不完全相同，但总的来说机器人是一种可以编程的多功能的专门系统。如今，机器人不再是工业上具有单一职能的生产机器，其工作环境也从单纯的室内环境变成了各种复杂的环境，包括水下、地面、空中甚至外太空等。其中地面作为人类活动最密集的场所，同时也是移动机器人应用最广泛的领域。专家、学者们针对智能移动机器人更是展开了深入的研究。

移动机器人是机器人领域最受关注的一个分支，它是一类可以在复杂环境下自主运动并执行特定任务，具备环境感知、规划决策和控制执行能力的智能化机器系统，目前已在空间探测、军事支援、拆弹排爆、医疗救助和个人服务等众多领域得到了成功应用。路径规划是移动机器人智能化研究的核心之一，是一个关键的共性基础性技术。而在路径规划方法中，由于人工势场法具有计算量较小，规划轨迹平滑等优点，受到广大学者和研究人员的关注。但是由于人工势场法存在固有的缺点一直没有被完全解决，所以对该方法的研究仍然具有较大的空间。

1.2 机器人发展现状

1.2.1 机器人的国外发展现状

国外对机器人的研究相对较早，主要体现在以美国和日本以及欧洲多个国家在机器人领域的研究成果。机器人的用途也从最早的工业用途扩展到多个方面，主要用于军事，医疗，家庭服务等方面。

军事机器人，美国科学委员会曾预言”21 世纪的主要军事力量是无人军事作战系统，在2000 年以后，无人陆地作战系统将陆续走上战场”。比如一种无人操作自主排弹系统，这种机器人能够自主的拆除或者引爆炸弹，并且将现场的情况传送回来。工业机器人是科学家以及学者研究机器人的初衷，工业机器人将人们从危险，繁重的工作环境中解放出来，并且提高了工业生产的效率。在家庭服务中，机器人的发展也是迅速的，主要以一些职能清洁机器人及安防机器人为主。比如一种英国伊莱克斯公司推出的全自动室内清洁机器人，该公司是最早将机器人吸尘器投入批量生产的厂商。这种名叫三叶虫的清洁机器人能够完全自主地对室内房间进行清扫。

1.2.2 国内机器人发展现状

国内在机器人方面的研究较国外相比起步较晚，国内机器人的水平仍相当于国外上世纪 80 年代的发展水平，而且大多数对机器人的研究尚处于单个项目的阶段。但国内仍然有一些具有代表性的研究，比如清华大学的智能移动机器人，该平台涉及的研究技术包括：基于地图的全局路径规划研究；基于传感器信息的局部路径规划研究；传感技术以及多传感器信息融合技术。香港城市大学自行开发设计的自动导航及服务机器人。中国科学院沈阳自动化研究所 AGV 和防爆机器人等。除了在机器人科研平台上的发展，国内机器人在汽车行业应用较多，这些机器人被开发应用在汽车装配，喷漆等工作。21 世纪国内对家庭服务机器人的开发也越来越多，比较具有代表性的是 KV8 智能清洁机器人。