机器人导航技术是机器人研究的核心技术,也是其实现真正的智能化和完全的自主移动的关键技术。本文讨论的机器人导航包括一下几个方面:即时定位与建图(SLAM),全局路径规划,基于全局地图的定位,机器人实时避障。环境地图是机器人导航的基础,本文以栅格地图的方式存储和表示环境地图。在机器人建立环境地图的过程中,精确的定位是保证环境地图精度的基础,本文在SLAM过程中,采用粒子滤波的方法保证了机器人的定位的精度,即通过局部地图与全局地图的匹配的方式实现粒子的评价进而实现机器人的定位,然后实现增量地图的融合。全局路径规划是根据已知的环境地图进行路径规划的方法,本文的全局路径规划采用的是基于边缘跟随的方法。所谓边缘跟随,其含义是在机器人与目标位置之间的障碍物物离机器人较远时,机器人直线向目标位置运动,反之,机器人沿着障碍物的边缘运行。机器人的路径是两者交替结合组成的。同时本文提出采用了基于安全路径的方法进行了路径优化。在部分环境未知的情况下,移动机器人需要具有自主避障的能力。本文分析比较了几种常用的避障方法,并对扇区曲率法(BCM)进行了仿真与实验。另外,在避障的过程中,本文采用了距离相似程度的匹配定位方法,避免了局部地图与全局地图进行像素匹配中计算量过大的缺点。在以上基础之上,本文在实验室自主开发的轮式仿人机器人上进行了大量实验,包括SLAM定位实验、SLAM建图实验,此后在栅格地图之上还进行了基于全局地图的定位实验,避障实验。同时本文还进行了全局路径规划的仿真实验。以上的实验表明本文中的理论部分均能够有着良好的实际应用效果。