最新｜移动机器人导航定位技术概述( 二 ) _机器

（1）定位：移动机器人的定位能力即为移动机器人确定自身在导航地图中位置和方向的能力。
（2）路径规划：基于移动机器人在地图参考系下的当前位置和目标位置，规划出一条无碰撞的连接两个位置点的路线供移动机器人行驶参考。该系统功能可进一步细分为全局路径规划()和局部路径规划()，其中全局路径规划根据给定的目标位置点和地图实现全局的最优路径设计与生成；在实际导航过程中由于障碍物或者环境变化的影响，移动机器人可能无法按照给定的全局最优路线运行，因此需要局部路径规划在全局路径上生成短期局部的路径来实现临时无碰撞的规避。
（3）运动控制：基于全局和局部路径规划生成路径，结合移动机器人定位功能输出的实时位姿对移动机器人进行运动控制，以保证移动机器人能尽可能地沿着规划的路径移动。在控制移动机器人移动的过程中，移动运动控制模块需要考虑移动机器人实际位姿与目标位姿间的偏差量、移动机器人速度和加速度等的限制、移动机器人机械结构带来的运动约束和运动平滑性等多种因素，合理、高效地输出速度、加速度甚至力矩等控制量，上层控制量再经由伺服器、减速器和电机解算最终赋予移动机器人沿着路径顺滑移动的能力。
（4）地图构建：地图构建技术即为SLAM（实现地图构建和即时定位），在该功能赋予移动机器人在未知环境中的移动过程中增量式地构建地图的能力，由此构建出与外部环境一致的可用于移动机器人导航的地图。
图2 3D点云地图：点云细节展开与渲染地图
3、定位技术的重要性
移动机器人和无人机等是不能够像工业机器人利用关节处的力矩传感器和编码器的读数直接进行位姿的解算的，抛开工业机械设计制造及其装配时带来的误差，移动机器人和无人机等内置的传感器往往会因为轮子打滑、IMU噪声等问题引入难以忽略的误差。
由此机器人学中的状态估计与确认就成了一种概率性质的状态估计与更新方法论，所以不论是移动机器人还是无人机，如果需要想赋予其自主导航移动能力的话，那么定位技术或着是SLAM技术是能力赋予的基础。
【最新｜移动机器人导航定位技术概述】图3 无人车定位、运动规划、自动泊车和感知概念图