目前,在铁路运输行业,检修是一项非常重要的环节。其中动车组每天执行完运输任务后都会停靠在相应的动车段内进行日常检修,这需要大量的维修人员进行长时间检修,检修效率低、误检率高。由于机器人代替人工检修的方式能够克服这些缺点,渐渐在动车检修行业得到应用。目前投入使用的检修机器人主要在固定铁轨上运行,但是固定轨道修建起来花费的经济成本和时间成本都很高,不利于大规模快速投入使用。动车组车底故障检测主要包括两个环节,第一个环节是快速扫描检修,第二个环节是定点检修,本文基于检修机器人平台设计了不依赖固定铁轨的运动控制方法,可以克服上述缺点自主完成检修作业。本文设计并搭建了检修机器人,包括上位机和下位机两部分,上位机硬件部分主要包括嵌入式计算平台、摄像头和激光雷达,下位机硬件部分包括检修机器人基础移动平台和以STM32F103RCT6为核心的驱动控制系统。本文基于实体检修机器人平台,针对动车组车底故障检修的两个环节,分别设计了针对性的导航控制方法。第一个环节是对车底进行快速扫描检修,目前主要通过固定铁轨保证机器人运动的平直顺滑,本文通过跟踪循迹线方式实现。在动车组车底下的维修道内喷涂和地面颜色色相相差较大、明度对比度高的纯色循迹线,通过检修机器人搭载的摄像头对地面进行图像采集,然后进行数据处理获取循迹线位置,通过控制算法控制机器人进行高精度跟随。第二个环节需要机器人到固定点位对快速扫描检修不易察觉的部位进行深度检查。针对第二个环节,本文使用SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技术对动车车底维修环境进行建图,对要进行深度检修的点位在地图上进行标记,通过路径规划算法对机器人进行路径规划,全局路径规划算法使用A*算法,局部路径规划算法使用DWA（Dynamic Window Approach）算法,实现对环境中的静态障碍物以及移动障碍物的避障,控制机器人到达固定点位进行深度检修,实现机器人的自主导航功能。在设计了针对动车组车底故障检修的实体机器人以及导航方法后,进行了机器人跟随和固定点位自主导航避障实验,通过调节设计的PID控制器,提升检修机器人自主导航的精度,实验结果表明本文设计的检修机器人及其运动控制方法能够满足目标要求。