本论文提出了一套阿克曼轮式机器人的室内导航方案,设计完成了一款基于ROS(机器人操作系统)的自主移动机器人,结合SLAM(同时定位与绘图)技术和路径规划算法,机器人可以在目标点之间自主移动并且可以进行避障,实时的定位。通过课题研究设计完成了一款管廊巡检机器人原型机。移植完成了基于USB接口的rosserial client库,实现了在MDK(一款单片机软件开发环境)软件开发环境下编写单片机的ROS(机器人操作系统)节点程序。机器人可以通过局域网进行相互通讯。实现了该机器人在模拟管廊环境中的自主运动。课题需要研究的主要问题是机器人如何学习和构建周围环境模型,在未知环境因素下躲避障碍物,规划出可行驶的路径。环境模型的构建主要是采用SLAM算法实现占有栅格地图的构建,依靠单个激光传感器实现机器人的位姿估计,完成环境模型的建立。文章对机器人移动机构的运动学模型进行了分析,本课题采用的机器人运动转向机构是阿克曼转向机构,符合阿克曼几何原理,此类移动机构无法进行原地的旋转,转向时候存在一个非零的转弯半径,路径规划和避障时需要把机器人的机械约束计算在内。课题在研究过程中,构造完成了一台机器人用于后续的研究和推广。在构建机器人过程中要考虑机器人的软件和硬件的架构,底层控制器和上层的决策机构的通信机制,为了方便开发,在底层控制器上实现了机器人节点程序,通过USB通信协议进行上位机和底层控制之间的通信。本课题各个算法模块都被描述为机器人操作系统节点。采用ROS系统的导航包为基础进行了开发研究。