机器人在产品的制造和装配方面发挥了至关重要的作用。大多数现代制造工艺在一定程度上依赖机器人和自动化生产线。工业环境中最常用的机器人是机器机械手,由固定在地面上的一个可移动臂组成。该类型的机器由预先编制好的程序控制,重复执行一些操作序列。相比执行相同任务的人类劳动者,它们通常更快,更便宜,更准确。论文研究了一种全向轮式移动机器人的导航系统,该系统旨在使全向机器人能够以无碰撞的方式自主地在室内结构化场地环境中沿着预定路径进行导航。主要研究内容和成果如下:该导航系统由四个集成子系统组成:路径跟踪,定位,速度控制及障碍物检测。首先,速度控制系统执行运动指令,该系统使用反馈控制来调节驱动机器人车轮的直流电机的角速度,以产生机器人所需的运动。讨论了机器人的运动学和控制算法,并提出了其逆运动学模型。使用里程计和改进的室内类似于GPS系统(Cricket)的组合成的定位系统提供全向机器人的位置和方位信息。基于来自定位系统的机器人姿态更新数据,路径跟踪系统能够计算运动命令以沿着指定路径驱动全向机器人。为了确保机器人导航过程无碰撞,研究了障碍物探测和路径跟踪系统,路径跟踪子系统根据移动机器人相对于其环境的位置的反馈来沿着给定的路径驱动全向移动机器人。配备了一系列红外距离传感器用于检测其周边的障碍物。操作者与全向机器人之间的交互通过在远程工作站上运行的用户控制端完成。操作员通过该界面可将全向机器人在其室内工作空间的位置信息经3D模型可视化,并且可以远程输入控制命令。最后,对研究的系统进行测试,结果验证了全向机器人在室内结构化环境中执行无碰撞自主导航的有效性。