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1、设计背景
“robot”一词源自捷克语“robota”，意谓“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本，他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”，汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，他们存在的价值只是服务于人类。他们没有思维能力，不能思考，只是类似人的机器，以便使人摆脱劳动。
1946年，美国的德沃尔发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机器手专利，这种机器手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性。1959年，大学攻读伺服理论的英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人，这种机器人外形有点像炮塔，基座上有一个大机械臂，大臂可以绕轴在基座上转动，大臂上又伸出一个小机器臂，它相对大臂可以伸出或缩回。小臂顶有一个腕子，可绕小臂转动，进行抚养和侧摇。腕子前头是手，即操作器。这个机器人的功能和人的手臂的功能相似，这是世界上第一台真正的实用工业机器人。
到目前为止,机器人技术的发展过程大致可以分为以下3个阶段：
第一代为可编程示教再现型机器人，其特征是机器人能够按照事先教给它们的程序进行重复工作。1959年美国人英格伯格和德沃尔制造的世界上第一台工业机器人就属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用示教控制盒发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作；
第二代机器人(20世纪70年代)是具有一定的感觉功能和自适应能力的离线编程机器人，其特征是可以根据作业对象的状况改变作业内容，即所谓的“知觉判断机器人”；
第三代机器人(20世纪80年代中期以后)是智能机器人，这种机器人带有多种传感器，能够将多种传感器得到的信息进行融合，能够有效的适应变化的环境，具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。
而对于机器人领域的一个分支——移动机器人，它的研究始于60年代末期，斯坦福研究院（SRI）的Nits Nilssen和Charles Rosen等人， 在1966年至1972年间研制出了名为Shake的自主移动机器人。
进入20世纪80年代以后，人们的研究方向逐渐转移到了面向实际应用的室内移动机器人的研究，并逐步形成了自主式移动机器人AMR（Indoor Autonomous Mobile Robot）概念。美国国防高级研究计划局（DARPA）专门立项，制定了地面天人作战平台的战略计划。从此在全世界掀开了全面研究室外移动机器人的序幕，如DARPA的“战略计算机”计划中的自主地面车辆（ALV）计划（1983—1990），能源部制订的为期10年的机器人和智能系统计划（RIPS）（1986—1995），以及后来的空间机器人计划：日本通产省组织的极限环境下作业的机器人计划：欧洲尤里卡中的机器人计划等。初期的研究，主要从学术角度研究室外机器人的体系结构和信息处理，并建立实验系统进行验证。虽然由于80年代对机器人的智能行为期望过高，导致室外机器人的研究未达到预期的效果，但却带动了相关技术的发展，为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验。同时，也推动了其它国家对移动机器人的研究与开发。
在国内，从“七五”开始，我国的移动机器人研究开始起步，经过多年来的发展，己经取得了一定的成绩。清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定。涉及到五个方面的关键技术：基于地图的全局路径规划技术研究（准结构道路网环境下的全局路径规划、具有障碍物越野环境下的全局路径规划、自然地形环境下的全局路径规划）；基于传感器信息的局部路径规划技术研究（基于多种传感器信息的“感知一动作”行为、基于环境势场法的“感知一动作”行为、基于模糊控制的局部路径规划与导航控制）；路径规划的仿真技术研究（基于地图的全局路径规划系统的仿真模拟、室外移动机器人规划系统的仿真模拟、室内移动机器人局部路径规划系统的仿真模拟）；传感技术、信息融合技术研究（差分全球卫星定位系统、 磁罗盘和光码盘定位系统、超声测距系统、视觉处理技术 信息融合技术）；智能移动机器人的设计和实现（智能移动机器人THMR—111的体系结构、高效快速的数据传输技术、自动驾驶系统）。香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人。中国科学院沈阳自动化研究所的AGV和防爆机器人。中国科学院自动化所自行设计、制造的全方位移动式机器人视觉导航系统。哈尔滨工业大学于1996年研制成功的导游机器人等等。
但是，在国内并没有哪个大学或组织侧重于研究智能移动机器人间的通信。尤其在汽车行业越来越智能化的今天，把我们已有的导航机器人、视觉导航系统等等，通过无线自组网应用到汽车通信领域显得尤为重要。开发这样一种网络就需要ad-hoc技术和当今国际研究热点——802.11p协议。
Ad-Hoc的英文原意是“特别的、特定的”，Ad-Hoc网络是建立在特定场合的无线网络，由路由器Router和主机Host组成，这些节点可以任意移动位置，因此网络的拓扑结构是任意而不可预测的。Ad-Hoc网络的应用场合非常广泛，早期应用于军队、警察、救护等系统中，这些场合情况紧急，时常伴有灾难和危险。1972年，美国DARPA（Defense Advanced Research Project Agency）就启动了分组无线（PRNET,Packet Radio NETwork）项目，研究分组无线网在战场环下数据通信中的应用。项目完成之后，DAPRA又在1993年启动了高存性自适应网络（SURAN,Survivable Adaptive Network）项目，研究如何将PRNET的成果加以扩展，以支持更大规模的网络，还要开发能适应战场快速变化环境下的自适应网络协议。1994年DARPA又启动了全球移动信息系统（GloMo,Globle Mobile Information Systems）项目。在分组无线网已有成果的基础上对能够满足军事应用需要的、可快速铺设、高抗毁性的移动信息系统进行全面深入的研究，并一直持续至今。
早前提出的移动自组织网络(MANET)是一种自治的网络，移动节点可以在飞机、船舶上，也可在卡车、小汽车上。从这一意义上来说，车载自组织网络(VANET)完全可以看作是移动自组织网络MANET的一个重要分支。车辆自组网与传统无线通信系统相比较，具有车辆高速行驶、信道快速衰落、多普勒效应严重、网络拓扑变化快等特征，这些也都是当前无线移动通信面临的主要难题。
把Ad-Hoc技术和移动自组网的概念应用到汽车通信领域成为一种趋势，车载环境无线接入(WAVE)被视为下一代专用短距通信(DSRC)技术，能够提供高速的车到车(V2V)和车到中心台(V2I)数据传输，主要可以用于智能交通系统(ITS)，车辆安全服务以及车上因特网接入。WAVE系统工作于5.850～5.925 GHz，采用OFDM传输技术，能够达到3～27Mbit/s的信息传输速率。在WAVE系统中，一个路侧单元(RSU)可以覆盖方圆1 000英尺。WAVE系统就是基于IEEE 802.11p协议，此系统就能克服以往车载自组网络具有车辆高速行驶、信道快速衰落、多普勒效应严重、网络拓扑变化快等特征。 |
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