曾紫辉 严天成 张 驰

（天津工业大学 控制科学与工程学院，天津 300387）

1 技术背景

随着科技的发展和社会的进步，机器人已经被广泛应用于各大领域。机器人的产生主要是为了满足人们的需求，可以将人输入的指令转变为机器人对应的执行动作，从而实现所需要的功能[1]。机器人要想实现不同功能，需要装设许多不同功能的传感器和设备，用以收集周围环境的信息，然后通过图像处理等算法手段识别可能存在的障碍。目前，在复杂的环境中使用较多的有超声波传感器、定位系统以及摄像头等。但是，这些传感器和设备仍然无法满足优良机器人的控制方案。因此，需要使用红外传感器不断采集运动起点到终点的环境信息，才能够规划出最佳的运动路径。当机器人处于复杂的环境中时，它的运动路径极度依赖传感器的数据准确度和算法效率[2]，需要移动机器人的传感器准确检测周围环境，并根据采集到的信息绘制出环境地图实时导航。但是，这并不是传感器能单独完成的工作，过程中需要编写移动机器人与环境交互的算法或技术程序[3]。

目前，机器人移动控制平台的工作环境较为简单，多用于水平、少障碍环境。复杂环境下的任务多由特种机器人或者无人机器人执行。无人机器人在部分场景下的应用优势明显，但其存在续航能力不足、负重不大等问题，限制了无人机器人的应用范围。本文力求寻找一种移动机器人在复杂场景下的通用设计方式，使其在复杂环境中能够有效运动，从而执行必要的任务，并在平台上提供第三方接口，用以搭载第三方设备。……