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轮式移动机器人自主导航系统是当前机器人领域的研究热点，室外环境下的动态不确定因素使得其导航系统更具有诸多挑战。本文针对室外环境移动机器人导航系统，基于GPS、北斗(BDS)、SINS、激光、声纳等传感器开展机器人定位和路径规划两个关键技术的研究，并在Pioneer3-AT机器人上进行实验验证。 首先，论文通过分析移动机器人导航系统结构，结合已有机器人设备，制定了一套适用于该机器人自主导航的混合式体系结构;然后设计了整个传感器信息传输流程和任务处理方案，为有效解决导航问题提供了整体框架。 其次，针对单独的卫星定位或惯性定位存在各自的优缺点，设计了GPS/北斗/SINS组合定位方案，并使用UKF进行信号的滤波，得到高频精确的定位结果，保证了机器人正确的行驶在规划的路径上。 再次，为了实现移动机器人在室外环境中从起始点自主行驶到达目标点的任务，本文基于已知地图信息，采取四叉树栅格法划分地图，并以广义Voronoi图方法构建地图路径网络，简化地图模型和加快路径查找速率。考虑到地图信息的不准确性，在机器人移动过程中，结合激光与声纳传感器，使用局部更新的方式动态更新地图，并使用D*算法实时的规划处新的路径，保证导航任务顺利完成。 最后，通过在室外环境的自主导航实验，展示了本文所设计的系统的有效性和可靠性。