轮式无轨移动机器人的自主导航技术作为机器人自主运行的核心,一直属于智能机器人研究领域的热点和难点。但现有的自主导航技术难以满足复杂车间环境中的高效全局定位以及安全路径规划要求,严重限制了轮式无轨移动机器人在工业场景的应用。针对上述问题,本文结合复杂车间环境下移动机器人的高效与安全导航需求,提出了一种轮式无轨移动机器人自主导航技术,并重点对全局定位模块与路径规划模块的实现方案进行了设计。论文的主要工作如下:1、分析了复杂车间环境下的实际导航需求,制订了轮式无轨移动机器人在该环境下的自主导航总体框架,其中重点设计了全局定位方案与路径规划方案。然后构建了轮式无轨移动机器人的系统模型,包括机器人的运动模型、观测模型与地图模型。2、为实现轮式无轨移动机器人高效精准的全局定位,提出了基于特征热力图的全局定位方法。一方面,为实现场景特征提取,融合射线、边特征与点特征检测三种算法,提取现有栅格地图中的点边特征信息,继而将特征信息填充地图得到特征热力图;另一方面,为实现全局定位算法的前处理改进,将边特征与点特征检测两种算法获取的雷达检测数据点边特征信息,与特征热力图特征匹配后获得初始搜索空间,通过该点集结合最大似然估计与蒙特卡洛两种定位算法实现复杂车间场景全局定位。在仿真场景下进行了算法验证,结果表明所提算法提升了全局定位的速度和精度。3、为实现轮式无轨移动机器人高效安全的路径规划,从设计固定路径的策略出发,提出了基于点边路径图的路径规划方法。一方面,考虑到复杂车间场景中的行进需求,通过综合机器人在行进时所需获取的路径信息,提出站点与边的概念并设计出具有丰富内部属性的点边路径图;另一方面,为保证机器人的移动效率,基于点边路径图提出了一种改进A*算法,利用点边路径图中的多参数信息优化启发式最短路径搜索评估准则,从而设计出适用于复杂车间环境的图形搜索算法。在仿真场景下进行了算法验证,结果表明所提算法在保证运行安全的同时也能提升机器人的运行效率。4、对轮式无轨移动机器人的自主导航软件进行了整体架构搭建,重点阐述了全局定位与路径规划两个关键模块的设计;通过开发的自主导航软件在真实车间场景下进行了全局定位与路径规划实验,结果验证了本文所提自主导航技术在真实复杂车间环境下的有效性和适用性。