RoboCup救援机器人竞赛是一个研究和测试机器人灾后救援关键技术的国际性平台,其近几年的发展趋势预示着未来的灾难救援机器人趋于自主化和小型化。因此,研究具有感知能力、自主行为能力及智能决策能力的自主式救援机器人有重要的意义,而SLAM和导航技术是自主式机器人研究的核心,也是救援机器人实现智能化和自主化的关键。本文根据自主式救援机器人的总体需求,设计并实现基于开源机器人操作系统ROS的SLAM和导航系统。论文首先介绍自主式救援机器人及其相关技术的研究现状,针对RoboCup救援机器人自主能力挑战赛的规则要求,在分析自主式救援机器人功能需求的基础上,将SLAM和导航系统进行模块化设计。同步定位与地图创建模块先采用基于栅格地图的扫描匹配算法对机器人位姿进行初步校正,然后通过Rao-Blackwellized粒子滤波实现机器人的精确定位。基于精确的位姿信息和传感器信息创建增量式的环境地图。导航模块实现自主式救援机器人对灾难环境的探索。该模块通过边缘检测算法阶段性生成目标点,然后通过Dijkstra算法或A*算法进行全局路径规划,得到一条从当前位置到目标位置的最短路径；机器人沿着该路径行进的过程中采用改进的动态窗算法进行局部路径规划,实现避障功能。本文基于ROS搭建SLAM和导航系统的整体架构,实现相应功能。以履带式机器人为实验平台,在模拟灾难环境中对该系统进行部署和测试,并对实验结果进行分析。实验结果表明,该系统能对机器人进行准确定位,同时创建精度高、全局一致的环境地图,并有效完成对未知环境的探索,具有较好的实时性和鲁棒性。