随着柔性制造及“中国制造2025”的到来,机器人在制造业中扮演着越来越重要的角色。然而普通工业机器人受限于固定部署的方式,工作空间及任务调整受限。移动操作机器人将轻量化的协作机器人和智能移动平台结合在一起,显著地扩展了传统机器人的应用范围。移动操作机器人的开发是目前机器人行业中的一个热点,如何为移动操作机器人研制高可用性、易用性、可扩展、功能完善的控制软件及相关驱动软件成为移动机器人产业化和进行科学研究的一个难点。本文基于移动操作机器人协同控制项目背景,完成移动平台的设计及相关传感器选型,并以Robot Operating System(ROS)为框架,对移动操作机器人进行驱动软件及控制系统开发,并完成运动规划、地图建立、导航与定位、仿真与实时监控等功能开发。首先对移动机器人进行搭建。选用协作机器人作为操作臂并确定移动平台的运动方案,搭建移动平台的控制框架和电源系统,并针对功能实现确定传感器型号,完成移动操作机器人硬件构建。然后对移动操作机器人控制软件与底层控制器之间的驱动系统进行开发,使得协作机器人和移动平台能够接受正常的运动控制指令、轨迹数据,并将自身的状态信息和运动数据上传到上层控制软件。其次对移动操作机器人控制软件进行开发。对机器人的软件进行分层设计,功能单独封装。针对移动操作机器人进行统一机器人描述格式(Unified Robot Description Format,简称URDF)编写,并在Rviz和Gazebo中实现机器人可视化。对功能进行独立封装,使功能以插件形式加载,方便灵活。在功能实现层对操作臂运动规划功能、及移动平台的定位导航功能进行开发,为协作控制提供功能基础。其次,对操作臂和移动平台的运动规划部分进行研究。对操作臂部分基于MDH模型对协作机器人部分进行运动学建模,并获取协作机器人运动学正逆解;通过flexible collision library(简称FCL)集成碰撞检测功能;研究协作机器人的路径规划RRT算法以及三次多项式轨迹插值,使得协作机器人具有运动规划的能力。对智能移动平台部分进行运动学建模,获得速度控制下各麦克纳姆轮速度与整车速度的运动关系;研究移动平台基于粒子滤波器的地图创建及基于A*和动态窗口的导航算法,使移动平台具有建图和导航的能力。最后通过实验对移动操作机器人的控制软件,运动规划功能,驱动系统进行检验。分别对协作机器人和移动平台进行单独的功能实验,并在最后通过一项移动操作实验进行整体功能的验证。