地面无人平台的自主导航技术在许多领域取得了广泛的应用,尤其是在一些高压、高温、带有放射性的危险作业场景中可以替代人力来完成任务。这种场景下需要无人平台在未知的环境中能够通过对周围环境的感知来完成导航工作。目前,该技术的许多环节仍存在的改进的空间。本文以面向室外非结构化场景的地面无人平台为对象,重点研究了基于多线激光雷达的地图构建方法、动态环境下导航路径规划方法以及路径跟踪与控制方法。首先,基于激光雷达的同时定位与建图部分采用了LeGO-LOAM算法,该算法对常用的LOAM算法进行了改进。通过点云分割聚类、点云降采样、特征点筛选与空间分配等处理,减少了激光里程计中匹配过程的迭代计算量,使得建图算法可以适应更复杂的环境。通过对点云与地图特征点的匹配,得到更为准确的位姿估计结果。根据该结果校正点云,完成点云地图的构建与更新。其次,在已有导航地图的前提下,规划出无人平台到达目标点的路径。通过理论与仿真比较了A*算法与Dijsktra算法的优缺点,并选用A*算法作为全局路径规划算法。对于动态环境下的局部路径规划问题,本文改进了传统的人工势场法,并分析了局部极小值点、动态障碍物约束等情况。最后介绍了混合路径规划算法的具体流程。另外,基于无人移动平台的运动学模型设计了带有前馈结构的模型预测控制器,来实现无人平台对规划路径的跟踪。控制器中考虑了无人平台的控制量和控制增量约束。通过理论分析,证明了该控制策略下系统的稳定性。不同速度和不同路径工况下的仿真分析验证了算法的有效性。底层部分自主设计了底层控制板卡用于纵向线速度和横摆角速度控制。最后,搭建无人平台的硬件系统,并在ROS环境下编写程序,在室内环境中实现了激光雷达点云地图的实时构建。由于实验条件的限制,利用Gazebo仿真软件对自主导航系统仿真,并对实验结果进行分析。