城市中人员密度大,灾害会造成更大的人员伤亡和财产损失。灾害发生后短时间内开展搜救活动可以大幅提高受灾者的获救概率,但是灾后城市环境复杂,不利于救援工作的展开,为了协助救援人员尽快开展搜救活动,搜救机器人的研发异常迫切。复杂危险的城市灾后环境,对搜救机器人提出更全面的要求。本文以城市灾后搜救任务为背景,以高机动性、越障性能及抗摔落性能为目标,研制了一款更高适应性的轮式搜救机器人,并对其地图构建技术进行了研究。首先,根据城市灾后搜救任务的需求,确定了搜救机器人的总体方案。针对3m抗摔落的要求,本文设计了蜂窝结构非充气轮胎,该轮胎采用聚氨酯高分子材料,可有效缓冲跌落后的冲击。利用软件仿真了轮子落地冲击瞬间的能量变化,验证了设计的可行性。此外,在车轮与机器人连接位置也采用了聚氨酯材料,进一步提高了缓冲能力。其次,研制了具有高适应性的轮式搜救机器人。该机器人在轮式底盘的基础上设计了摆臂辅助越障结构,摆臂绕后轮轴线旋转,通过接触地面时所产生的反作用力将底盘抬升,从而提高越障性能。建立越障过程的力学模型,分析了机器人结构参数与极限越障高度的关系以及对于驱动力的要求。针对四轮底盘的所采用的滑移转向运动方式,对其行走运动学及动力学模型进行了分析。再次,以STM ARM Cotex-M4微处理器为核心搭建了该机器人的控制系统,完成了该机器人的硬件电路和软件设计,实现了无线遥控、电机驱动、底盘运动控制、供配电管理以及图像传输等功能。接下来,为搜救机器人平台设计了地图构建模块。为解决单一传感器无法适应复杂环境的问题,选择了视觉传感器与激光雷达结合的SLAM算法。对相机和激光雷达联合标定,以求得两者的相对变换关系。采用剔除回环概率较低节点的内存管理方式,减少在长时间建图中完成回环检测的时间,保证了建图的实时性。对于激光雷达数据中具有邻近关系的节点,采用邻近检测提高定位精度。利用体素滤波降采样技术对点云地图进行处理,并设计了将数据转换为占据栅格地图的算法。最后,完成了搜救机器人样机的测试和实验。在草地、泥土、崎岖路面及台阶等非结构环境中实验,验证了本文所设计底盘对不同环境的适应性能。利用搜救机器人样机完成越障实验,表明摆臂结构方案设计可行,可以大幅提高机器人越障性能。完成摔落测试,证明所设计非充气轮胎缓冲方案的可行性。针对地图构建算法,在Gazebo仿真平台搭建实验场景,验证了本文算法传感器融合建图的效果。