现有地坪磨抛机存在依赖人工、效率低的问题,且作业中存在机械性严重、噪声污染、粉尘污染等问题严重危害工人身心健康,因此研究自主导航地坪磨抛机提高工作效率降低人力成本,对促进建筑行业发展具有重要意义。本文依托泉州市科技计划项目“基于激光雷达的自主导航地坪磨抛机研发”开展基于激光雷达的自主导航地坪磨抛机算法研究工作,主要包括粉尘环境下SLAM建图、全覆盖路径规划、机器人运动控制算法的研究。本文的主要工作如下:首先,设计与构建地坪磨抛机自主导航软硬件平台,包括底盘控制系统,磨盘控制系统,激光雷达通信节点和常用算法调试工具的安装。其次,SLAM与路径规划算法研究,在传统Gmapping激光雷达建图的基础上,引入半径滤波算法减少粉尘干扰,去除点云离群点,提高激光雷达建图精度。针对传统全覆盖路径规划存在路径穿插、效率低问题,本文使用改进回溯螺旋覆盖算法,该算法包含深度优先搜索的回溯机制提高覆盖率,同时采用相邻区域回溯点扩散的方法保证最短路径,最后使用障碍物边缘大螺旋和空白区域小螺旋结合缩短覆盖路径,并实验验证滤波算法和路径规划算法的效果。然后,设计地坪磨抛机轨迹自矫正算法。针对磨抛机作业过程中磨盘受力导致机器人位姿突变的情况,推导受力情况下的地坪磨抛机数学模型,分析其受力导致轨迹偏离情况。在上述工作基础上,提出一种基于误差量的轨迹自矫正算法,算法包含AMCL定位、预瞄点误差计算、横纵向PID算法。并通过仿真验证该算法在平滑路径,转弯路径和扰动情况下轨迹跟踪矫正效果。最后,Gazebo仿真、机器人实验测试。第一步,在Gazebo物理仿真环境中测试地坪磨抛机自主导航效果,计算最终磨抛有效覆盖率。第二步,将算法移植到地坪磨抛机平台上,并借助Vicon轨迹捕捉系统获取机器人实际运行轨迹。测试本文提出的轨迹自矫正算法在地坪磨抛机受到外力干扰产生轨迹偏离后的矫正效果。最后,验证实际地坪磨抛机自主导航算法,借助Vicon获取实际覆盖轨迹,计算覆盖率,并测试在行人扰动情况下的覆盖效果。