柵格法是將機器人周圍空間分解為相互連接且不重疊的空間單元；柵格（cell），由這些柵格構(gòu)成一個連通圖，依據(jù)障礙物占有情況，在此圖上搜索一條從起始柵格到目標(biāo)柵格無碰撞的最優(yōu)路徑．這其中根據(jù)柵格處理方法的不同，又分為精確柵格法和近似柵格法，后者也稱概率柵格法。

　　精確柵格法是將自由空間分解成多個不重疊的單元，這些單元的組合與原自由空間精確相等，如下圖就是常用的一種精確柵格分解法一一梯形柵格分解。

　　與精確柵格法不同，近似柵格法的所有柵格都是預(yù)定的形狀，通常為矩形，整個環(huán)境被分割成多個較大的矩形，每個矩形之間都是連續(xù)的，典型的方法是“四叉樹”法，如果大矩形內(nèi)部包含障礙物或者邊界，則將其分割成4個小矩形，對所有稍大的柵格都進行這種劃分，然后在劃分的最后界限內(nèi)形成的小柵格間重復(fù)執(zhí)行該程序，直到達到解的界限為止?！　〉貓D構(gòu)建法直觀明了，它常與其他路徑規(guī)劃方法集成使用，如Araujo提出的ART神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地圖構(gòu)建路徑規(guī)劃算法，Najjaran提出的卡爾曼濾波器的地圖構(gòu)建路徑規(guī)劃，Yang等提出的基于生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與地圖構(gòu)建集成的清潔機器人完全覆蓋路徑規(guī)劃技術(shù)（CCPP）等?！　∧壳?，地圖構(gòu)建技術(shù)已引起機器人研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，成為移動機器人路徑規(guī)劃的研究熱點之一，但機器人傳感器信息資源有限，使得網(wǎng)格地圖障礙物信息很難計算與處理，同時由于機器人要動態(tài)快速地更新地圖數(shù)據(jù)，在網(wǎng)格數(shù)較多、分辨率較高時難以保證路徑規(guī)劃的實時性，因此，地圖構(gòu)建方法必須在地圖網(wǎng)格分辨率與路徑規(guī)劃實時性上尋求平衡。

　　4.人工智能路徑規(guī)劃技術(shù)　　

　　人工智能路徑規(guī)劃技術(shù)是將現(xiàn)代人工智能技術(shù)應(yīng)用于移動機器人的路徑規(guī)劃中，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算、模糊邏輯與信息融合等。

　　遺傳算法是最早應(yīng)用于組合優(yōu)化問題的智能優(yōu)化算法，該算法及其派生算法在機器人路徑規(guī)劃研究領(lǐng)域已得到應(yīng)用，在蟻群算法較好解決旅行商問題（TSP）的基礎(chǔ)上，許多學(xué)者進一步將蟻群優(yōu)化算法引入到水下機器人（UV）的路徑規(guī)劃研究中?！　?br />
　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為人工智能的重要內(nèi)容，在移動機器人路徑規(guī)劃研究中得到了廣泛關(guān)注，如Ghatee等將Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到路徑距離的優(yōu)化中；

　　Zhu等將自組織SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到多任務(wù)多機器人的任務(wù)分配與路徑規(guī)劃中，近年來加拿大學(xué)者Simon提出一種新的生物啟發(fā)動態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)元與二維規(guī)劃空間的離散坐標(biāo)對應(yīng)起來，通過規(guī)定障礙物和非障礙物對神經(jīng)元輸入激勵和抑制的不同，直接計算相關(guān)神經(jīng)元的輸出，由此判定機器人的運行方向，由于該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不需要學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程，路徑規(guī)劃實時性好，同時利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身的快速衰減特性，較好地解決了機器人路徑規(guī)劃的死區(qū)問題。

基于生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃

　　如圖為用于局部路徑規(guī)劃的生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，圖中所示為機器人（處于神經(jīng)元處）傳感器的感受半徑，每個神經(jīng)元與環(huán)境位置坐標(biāo)對應(yīng)，動態(tài)計算機器人鄰近神經(jīng)元輸出，機器人根據(jù)神經(jīng)元輸出大小決定下一步運行目標(biāo)，從而實現(xiàn)安全的路徑規(guī)劃?！　∪斯ぶ悄芗夹g(shù)應(yīng)用于移動機器人路徑規(guī)劃，增強了機器人的“智能”特性，克服了許多傳統(tǒng)規(guī)劃方法的不足，但該方法也有不足之處，有關(guān)遺傳優(yōu)化與蟻群算法路徑規(guī)劃技術(shù)主要針對路徑規(guī)劃中的部分問題，利用進化計算進行優(yōu)化處理，并與其他路徑規(guī)劃方法結(jié)合在一起使用，單獨完成路徑規(guī)劃任務(wù)的情況較少。

　　信息融合技術(shù)主要應(yīng)用于機器人傳感器信號處理方面，而非直接的路徑規(guī)劃策略，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃而言，大多數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃均存在規(guī)劃知識的學(xué)習(xí)過程，不僅存在學(xué)習(xí)樣本難以獲取，而且存在學(xué)習(xí)滯后問題，從而影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃的實時性，生物啟發(fā)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃雖然實時性較好，但其輸入激勵與抑制的設(shè)定也存在人為不確定因素。

　　此外，智能機器人還用到機器人視覺、智能控制、人機接口技術(shù)等多種技術(shù)。

　　相關(guān)知識：智能機器人

　　智能機器人之所以叫智能機器人，這是因為它有相當(dāng)發(fā)達的“大腦”。在腦中起作用的是中央處理器，這種計算機跟操作它的人有直接的聯(lián)系。

　　最主要的是，這樣的計算機可以進行按目的安排的動作。正因為這樣，我們才說這種機器人才是真正的機器人，盡管它們的外表可能有所不同。

　　基本解釋

　　我們從廣泛意義上理解所謂的智能機器人，它給人的最深刻的印象是一個獨特的進行自我控制的“活物”。其實，這個自控“活物”的主要器官并沒有像真正的人那樣微妙而復(fù)雜。

　　智能機器人具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外，它還有效應(yīng)器，作為作用于周圍環(huán)境的手段。

　　這就是筋肉，或稱自整步電動機，它們使手、腳、長鼻子、觸角等動起來。由此也可知，智能機器人至少要具備三個要素：感覺要素，反應(yīng)要素和思考要素。

　　智能機器人

　　我們稱這種機器人為自控機器人，以便使它同前面談到的機器人區(qū)分開來。它是控制論產(chǎn)生的結(jié)果，控制論主張這樣的事實：生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。

　　正像一個智能機器人制造者所說的，機器人是一種系統(tǒng)的功能描述，這種系統(tǒng)過去只能從生命細胞生長的結(jié)果中得到，現(xiàn)在它們已經(jīng)成了我們自己能夠制造的東西了。

　　智能機器人能夠理解人類語言，用人類語言同操作者對話，在它自身的“意識”中單獨形成了一種使它得以“生存”的外界環(huán)境——實際情況的詳盡模式。

　　它能分析出現(xiàn)的情況，能調(diào)整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求，能擬定所希望的動作，并在信息不充分的情況下和環(huán)境迅速變化的條件下完成這些動作。

　　當(dāng)然，要它和我們?nèi)祟愃季S一模一樣，這是不可能辦到的。不過，仍然有人試圖建立計算機能夠理解的某種“微觀世界”。

　　按功能分類綜述：可分為一般機器人和智能機器人。

　　一般機器人是指不具有智能，只具有一般編程能力和操作功能的機器人。

　　到目前為止，在世界范圍內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的智能機器人定義。

　　大多數(shù)專家認為智能機器人至少要具備以下三個要素：

　　一是感覺要素，用來認識周圍環(huán)境狀態(tài)；二是運動要素，對外界做出反應(yīng)性動作；三是思考要素，根據(jù)感覺要素所得到的信息，思考出采用什么樣的動作。

　　感覺要素包括能感知視覺、接近、距離等的非接觸型傳感器和能感知力、壓覺、觸覺等的接觸型傳感器。

　　這些要素實質(zhì)上就是相當(dāng)于人的眼、鼻、耳等五官，它們的功能可以利用諸如攝像機、圖像傳感器、超聲波傳成器、激光器、導(dǎo)電橡膠、壓電元件、氣動元件、行程開關(guān)等機電元器件來實現(xiàn)。

　　對運動要素來說，智能機器人需要有一個無軌道型的移動機構(gòu)，以適應(yīng)諸如平地、臺階、墻壁、樓梯、坡道等不同的地理環(huán)境。它們的功能可以借助輪子、履帶、支腳、吸盤、氣墊等移動機構(gòu)來完成。

　　在運動過程中要對移動機構(gòu)進行實時控制，這種控制不僅要包括有位置控制，而且還要有力度控制、位置與力度混合控制、伸縮率控制等。

　　智能機器人的思考要素是三個要素中的關(guān)鍵，也是人們要賦予機器人必備的要素。思考要素包括有判斷、邏輯分析、理解等方面的智力活動。

　　這些智力活動實質(zhì)上是一個信息處理過程，而計算機則是完成這個處理過程的主要手段。