隨著機器人技術的發展和廣泛應用，移動機器人漸漸走入人們的家庭生活。移動機器人在室內環境的運動規劃成為其研究的一個重要方向。室內環境包括家庭、敬老院、博物館、機場、倉庫、養殖場等，移動機器人想在室內運動，需要定位系統提供自身位置信息、環境信息和路徑規劃。

　　本課題綜合多項技術，面向實際應用在技術應用方法上做出了一定的創新工作，改進了路徑規劃，完成了室內定位系統的研發和室內環境信息的建模。并通過仿真和實際機器人完成了實驗驗證。具體工作分為以下幾點：

　　設計和實現了超聲波定位系統的硬件部分和通信協議，選擇三邊測量法完成受控物體在運動空間的位姿計算。此處選受控對象為機器人，也可以是人、動物及需要定位和獲取相關信息的移動物體等。

　　提出建立未知環境地圖的方法。機器人在位黃已知的情況下，沿工作環境邊緣行走一個封閉的曲線，對環境的大小進行一個全面的感知，建立環境的輪廓，用柵格法表示。最后在未知環境柵格化的基礎上應用深度優先算法遍歷整個可行的工作空間，搜索出所有的可行路徑的同時也就知道了所有的障礙物，建立了室內環境地圖。

　　改進經典A木路徑搜索算法，實現了機器人了從起點到終點的全局最優路徑規劃。該路徑搜索算法考慮了機器人在行走過程中的轉向問題，節省機器人行走時間，降低行走難度。

　　用實現的超聲波定位系統采集試驗數據，計算移動物體位置，驗證系統的可靠性。通過仿真驗證了本課題提出的未知環境的建模和改進的A木路徑規劃算法的正確性。最后通過MT—R機器人完成全局路徑規劃實驗。

　　近幾年，隨著機器人技術的大力發展，人們不再滿足于機器人簡單的娛樂功能，怎么能讓機器人進入家居環境，幫助人類減輕家務負擔成為目前機器人研究的重點方向。經過科學家多年的研究，各國在室內環境下的機器人應用有了很大的發展。

　　為了完成家居環境、賓館和一些公共場合的定期清掃工作，美國iRobot公司推出室內清潔機器人；為了使機器人可以安全行走在家居環境中實現兒童監護功能，2005年日本推出PaPeR02005機器；為了在家居中類人機器人能夠從事簡單清潔工作和家務，2008年加拿大推出完美機器人妻子Aiko；為了在無入時監控家居環境，韓國研制出irobi機器人。

　　對于室內環境下的機器人應用研究，我國研究起步較晚，但是也取了一些成果。為了護理高位截癱病人，1995年清華大學開發了移動護理機器人，此機器人可以完成定位，路徑搜索功能；此外將移動機器人應用于室內環境的還有哈爾濱工業大學研制的清掃機器人，迎賓機器人等。

　　機器人在家居環境應用，就必須知道機器人在室內的位置和室內環境信息，在此基礎上完成路徑的規劃。從上面可以看出，這些位置信息的確定，多是利用機器人本體進行計算，這需要機器人本身帶有繁瑣的測量儀器，計算量大，獲取困難、而且定位精確度低。 而且對于同～個室內環境，每個機器人都必有自己的定位系統，這必然增加了機器人的成本，限制了機器人在室內環境的廣泛應用。

　　本課題從于節省成本，擴大機器人在室內環境應用的可行性方面出發，提出了一個將機器人位置信息獲取、室內環境地圖建立和路徑規劃相融合的整體方案來實現機器人在室內環境的應用。

　　本課題中利用價格低廉的超聲波傳感器構建室內超聲波網絡定位系統來獲取機器人位置信息；在確定機器人位置基礎上提出基于柵格的DFS（深度優先搜索）室內環境地圖建立，為機器人提供更詳細的室內環境信息；在機器人獲得自身位置信息和環境信息之后，利用改進的A木算法實現機器人的室內路徑規劃。

　　隨著我國老齡化的到來，研究機器人室內環境的應用具有實際意義。本課題構建的機器人任室內環境的應用系統，具有簡單易于實現，成本低，獨訌性好的特點。不論機器人是否帶有自動定位系統，本課題都適用，推進了移動機器人在室內環境應用的可行性。