随着机器人技术研究和应用的不断广泛深入，越来越多的要求自主式移动机器人能够在未知环境下工作。而自主探测是移动机器人导航技术的重要组成部分，是机器人在未知环境下顺利工作所必须具备的能力。它以移动机器人实验平台为载体，通过控制系统实现对复杂环境的高效探测，是当前国际学术界关注的热点问题。本论文以中南大学智能所研制的移动机器人“中南移动-1”(MORCS-1)为平台，主要研究了基于激光雷达的移动机器人自主探测的相关技术，主要内容如下：1、针对诸如墙壁、拐角、门口、房间和走廊这样一些典型的环境特征，分别设计了一套有效地提取特征的算法。该算法充分利用了激光雷达快速准确的特点，把传感器数据映射到机器人局部几何地图中来进行分析，只需从一次的即时观测数据便可提取出环境特征，运算起来简单快速，能够在短时间内对环境进行多次扫描与分析，满足机器人实时导航的需求，比较传统算法的性能有所改进和提高。2、建立了几何与拓扑相结合的混合环境模型。通过激光雷达获取的环境信息提取环境特征来建立几何特征图。然后在几何地图的基础上提取拓扑信息，选择环境特征点作为拓扑节点构建出拓扑地图，同时为每个拓扑节点保存它所对应区域的详细几何信息，这样所建立的混合模型就从几何与拓扑两个层面对环境进行了较完整的描述。3、针对未知的室内环境，设计了几何结合拓扑的高效探测策略：首先机器人在当前节点进行观测提取出候选拓扑节点，接着从几何与拓扑两个层面对候选节点进行综合评估，选择一个最佳节点作为下一步要访问的节点，同时把已经访问完成的节点添加到拓扑模型之中。然后对于不同的拓扑节点设计合适的机器人探索行为状态，使机器人访问不同节点时能选择相应的行为状态。最后设计了一个有限状态自动机(FSA)来对机器人不同节点之间的行为状态转换的具体流程进行规划与控制，以使得机器人的整个探测过程显得平稳有序。该探测技术在移动机器人平台MORCS-1上进行了大量的实验，实验结果验证了其有效性和可靠性，也为今后深入研究移动机器人的各项探测技术提供了一定的借鉴。