四足机器人感知与导航术语辨析：定位、建图与可通过性到底各指什么

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先分「我在哪」和「周围是什么」

四足机器人的感知与导航术语最容易混在两处：一处是把「定位」与「建图」当成同一件事，另一处是把「建了图」等同于「能自己走」。更清晰的分层是四层：先知道自己在地图里的位姿（定位），再有环境的地图表示（建图），然后在图上算出一条连线（路径规划），最后把连线变成腿和躯干能执行的动作（运动控制）。四足机器人比轮式多出来的部分在第四层——地图上的路径对它只是一串落脚位置的参考，能否真正走过去还取决于地形与足端接触。下面按这四层梳理术语。

定位、里程计与漂移

里程计（odometry）是通过自身运动量推算位姿变化的方法：轮式通常用轮速与转向角，四足则常用腿部关节编码器配合足端接触信息做腿式里程计，也有把惯性测量单元（IMU）积分一并纳入的做法。里程计的固有问题是累积漂移——误差随时间与行进距离增长，短时间看起来准确，几百米之后可能偏出去很远。因此需要定位来提供外部参考：如果用已知坐标的基准点做修正，属于绝对定位；如果只靠与先前观测的相对关系修正，属于相对定位。工程语境里常说的「重定位」则特指从丢失状态恢复到位姿已知状态的过程，它考验的不是精度而是鲁棒性。

建图、SLAM 与地图类型

建图是构建环境表示的过程，SLAM（同时定位与建图）指在位姿未知的前提下同时估计位姿与地图。二者的关系容易说反：SLAM 不是「先建图再定位」，而是两个估计问题互相提供约束、联合求解，常见的求解框架包括基于滤波器的方法与基于图优化的方法。地图本身也不止一种形式。栅格地图把空间切成小格并标注占用与否；特征地图只保留角点、平面等结构化要素；点云地图保留原始三维点；拓扑地图用节点与边描述区域连通关系而不记录精确几何；高程图则为每个平面位置记录高度，是四足机器人判断台阶与坡度的常用表示。说「精度高」时，先要问清是哪一种地图的什么精度，否则讨论无法收敛。

传感器口径：激光雷达、深度相机、IMU 与 GNSS

激光雷达通过发射激光并测量回波来获得距离，按扫描方式分为机械旋转式、固态式等，输出通常是点云；深度相机输出的是逐像素距离，包括结构光、双目立体视觉与飞行时间（ToF）等实现路径；IMU测量角速度与加速度，不直接给出位置，必须积分并与其它传感器融合；GNSS在室外提供绝对位置，但精度受遮挡与多路径影响，常配合RTK等差分服务提升到厘米级。这些词汇在使用中常被简化成「视觉方案」与「激光方案」，但真正的差别在观测模型与失效模式：视觉在弱纹理、强逆光与运动模糊下退化，激光在雨雾、玻璃与高反射面下退化。四足机器人的常见配置是多传感器融合，目的是让不同传感器在对方失效的场景里补位，而不是简单叠加精度。

规划的分层：全局、局部与落足点规划

规划侧的分工需要说清。全局规划在已知地图上求一条从起点到目标的路径，常用的算法族包括基于图搜索与基于采样的方法，其输出通常只保证连通与某种最优性，不保证腿能踩得上去。局部规划在滚动窗口内根据实时观测调整动作，处理突然出现的障碍与动态目标，输出多为速度指令或短时轨迹。足迹规划（落足点规划）是腿式机器人特有的层级，它在可站立区域内挑选一串落脚点并检查相邻落足点之间是否可达，因此需要同时考虑腿部工作空间、抬腿高度与支撑多边形。阅读资料时常见的混淆是把「避障」当成一个整体，实际上全局避障、局部避障与落足点避障的输入、约束与失败模式各不相同。

可通过性：几何可通过性与地形可通过性

可通过性（traversability）描述某片区域能否安全通过。它可以分两个口径：几何可通过性只看几何形态，例如坡度、台阶高度与沟宽是否超过能力边界；地形可通过性还纳入地面属性，例如是否为松软沙地、草地、碎石或湿滑瓷砖。同一台四足机器人在几何上能跨过的台阶，遇到打滑的材质时可能无法完成，这就是两个口径必须分开的原因。与之配套的术语还有坡度与侧倾角（分别描述前后与左右的倾斜）、越障高度与跨沟宽度，这些量的测试条件——地面材质、载荷、速度、电池状态——与实际使用场景是否一致，往往比数值本身更重要。

自主等级与「遥控」的分界

资料里常出现「自主导航」「半自主」「远程遥控」等说法，这几个词需要一个明确的分界。远程遥控指动作指令来自操作员，机器只负责执行与稳定；半自主指机器自行处理低层动作与局部避障，高层目标与关键决策仍由人给出；自主导航指从任务目标到运动执行都由机器自行完成。判断一台设备处在哪一档，最直接的是问三件事：目标点由谁给、局部绕障由谁决定、异常时由谁接管。术语用错会直接影响对能力边界的预期——把半自主说成全自主，是公开资料里最常见的表述偏差。

核对以下 8 项，避免术语误读

• 指标是定位精度还是定位重复性，两者的测试方式不同。
• 漂移是每米累积还是每小时累积，单位不同结论差别很大。
• 地图类型是栅格、特征、点云、拓扑还是高程。
• SLAM 是在线运行还是离线建图后加载，两者对算力要求不同。
• 深度数据的有效距离与视场角是否覆盖实际作业范围。
• IMU 是否与其它传感器融合，单独使用的漂移会快得多。
• 避障指全局、局部还是落足点层面。
• 自主等级的口径以「谁给目标、谁做决策、谁接管」三条确认。

相关标准大致覆盖什么

这一方向的标准化工作主要集中在性能测试与词汇统一，而不规定算法实现。服务机器人性能测试方法系列中，有分册专门处理导航相关的指标与试验条件，其价值在于把「定位精度」「避障成功率」这类说法变成可复现的测试步骤；机器人词汇类基础标准则用于统一「自主」「移动性」等基本用语。安全侧，国际标准体系中有一项专门面向个人护理机器人的安全要求标准，其适用范围覆盖移动平台类机器人，对速度限制、稳定性与危险识别提出框架性要求，但它并不针对腿式步态本身。需要说明的是，本文只描述覆盖范围，不引用具体条款编号；标准会随版本更新，核对时请以标准组织现行页面为准。