地面移动机器人因其便捷灵活的运动学特性以及相对较高的载荷与运算平台的性能,被广泛应用在城市运输、安全巡防、灾后救援等场景中。其中,一个重要的任务是令机器人自主地完成对特定建筑物的扫描与重建。该任务的顺利完成是对建筑物完整性评估的前提,在灾后救援与安全巡防场景中有重要的应用。针对上述实际问题,本文提出了一种针对户外场景下的移动机器人面向建筑物的主动重建的方案,通过对户外场景下的建筑物的边境栅格进行建模来规划机器人的下一次的重建视角。并且本文针对户外场景下利用固态激光雷达定位容易丢失的问题,设计了与主动重建路径规划方案耦合的定位系统,能够有效地保证机器人进行主动重建时定位的准确性。本文从底层构建了移动机器人面向建筑物主动重建时所需要的基础硬件机构,在视角规划方面,分析了户外场景下基于建筑物的边境栅格的提取策略,提出了一种在户外场景下传感器数据缺失时的八叉树地图更新策略,能够有效、实时地解决户外场景下边境栅格的更新问题;根据边境栅格的尺寸以及连接关系进行聚类,并且对每个边境栅格的聚类进行视角采样;并基于未知环境的信息增益以及机器人的位姿及定位需求,对每个的视角求得信息增益与对应的打分;最后,对于每个边境栅格聚类的最高得分视角,利用旅行商人算法求得最佳遍历顺序。在定位方面,针对户外场景的空旷以及固态激光雷达的低视场角的特性,本文设计了一个基于因子图优化的定位方案,在机器人从当前位置点行驶到下一个最佳视角点的过程中,利用激光雷达-惯性的紧耦合位姿估计器来估计机器人的位姿;当机器人行驶到下一个视角附近时,通过构建一个局部一致的点云子图,并与全局地图进行配准,给因子图中待优化的位姿添加一元约束;此外,空间上相近的点云子图之间也通过配准,在因子图中添加二元约束,来矫正因为位姿估计器的漂移而导致的累积定位误差。为了验证本系统的可行性,本文对边境栅格提取的方法进行了验证,并且搭建了仿真平台与实物平台,验证了主动重建算法在探索与定位上的鲁棒性与有效性。本文提出的移动机器人面向建筑物的主动重建方法,在增强移动机器人自主能力的方面具有重要的研究意义,在户外救援场景以及自主无人系统中具有潜在的应用价值。