機(jī)器人在已知環(huán)境之中的地圖創(chuàng)建相對(duì)直觀，但在全然未知的環(huán)境之中不難實(shí)現(xiàn)自主定位和地圖繪制。在許多簡(jiǎn)單的環(huán)境之中，如果機(jī)器人無(wú)法使用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，則很容易甚至不可能獲得機(jī)器人工作環(huán)境的地圖。機(jī)器人需要在全然未知和不確定位置的情況之下創(chuàng)建地圖，并使用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航。Slam技術(shù)被認(rèn)為是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來(lái)智能機(jī)器人逐漸興起。除了人臉識(shí)別和語(yǔ)音交互等智能功能之外，看似最基本上的行走能力也是實(shí)現(xiàn)服務(wù)機(jī)器人價(jià)值的基礎(chǔ)。目前，自主移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵研究方向。自主移動(dòng)機(jī)器人具有感知簡(jiǎn)單環(huán)境和快速做出行動(dòng)決策的能力。

在未知環(huán)境之中，機(jī)器人從未知位置開始移動(dòng)，根據(jù)位置估計(jì)和傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行自我定位，并逐步改進(jìn)和構(gòu)建一個(gè)理想的地圖，這是一個(gè)slam過(guò)程。在slam之中，機(jī)器人使用自己的傳感器在未知環(huán)境之中識(shí)別特征標(biāo)記，然后根據(jù)機(jī)器人與特征標(biāo)記間的相對(duì)位置和里程表讀數(shù)估計(jì)機(jī)器人和特征標(biāo)記的全局坐標(biāo)。這種在線定位和地圖創(chuàng)建需要維護(hù)機(jī)器人和特征標(biāo)記間的詳細(xì)信息。近年來(lái)，slam技術(shù)的研究取得了重大突破，在機(jī)器人、AR、VR、無(wú)人機(jī)、自動(dòng)駕駛儀等諸多領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。

全局路徑規(guī)劃就是在已知環(huán)境之下為機(jī)器人規(guī)劃一條路徑。路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性取決于環(huán)境獲取的準(zhǔn)確性。全局路徑規(guī)劃可以找到最小值，但需要事先知道環(huán)境的精確信息。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，如未知障礙物，這種方法是無(wú)能為力的。它是一種先驗(yàn)規(guī)劃，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)時(shí)計(jì)算能力要求不低。雖然規(guī)劃結(jié)果是全局性的，但對(duì)環(huán)境模型的誤差和噪聲魯棒性較少。

全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃沒有本質(zhì)區(qū)別。許多適合全局路徑規(guī)劃的方法在改進(jìn)之后也可以用于局部路徑規(guī)劃，適合局部路徑規(guī)劃的方法也可以用于改進(jìn)之后的全局路徑規(guī)劃。通過(guò)合作，機(jī)器人可以更糟糕地規(guī)劃從起點(diǎn)到終點(diǎn)的行走路徑。