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随着科学技术的不断进步及人们对更高生活质量的追求，室内服务机器人的研究受到了越来越广泛的关注，机器人领域的研究热点正在从产业机器人向生活服务机器人转变。机器人在完全未知的环境内实现自主、准确、安全的行走，是其服务功能实现的前提，因此研究高精度的机器人定位与环境地图绘制方法具有重要意义。 本文对室内未知环境中的移动机器人定位及地图绘制系统设计进行了理论及实践研究。 首先，本文对室内环境的特点进行了分析，选取了基于里程计与扫描测距的机器人定位与栅格地图绘制方案，即各采样周期以里程计数据推测机器人运动量，根据扫描测距数据对栅格地图进行观测、更新，从而迭代实现定位并绘制地图。基于该方案对系统总体设计需求及功能模块进行分析。 其次，本文设计了机器人底层平台，包括机器人平台的机械结构、电源模块、机器人控制器等，实现里程计对机器人运动量的采集与Kinect对环境扫描测距数据的采集，同时实现了机器人通信及运动控制。 基于里程计及Kinect所采集的数据，设计了相应的机器人系统模型，包括航迹推测模型、随机运动模型及随机观测模型。航迹推测模型根据里程计采样数据，实现对机器人运动量的推测;随机运动模型基于运动量推测结果，生成对机器人位姿的估计;随机观测模型在相应得到的机器人位姿估计处，实现对栅格地图的观测与更新。采用分布式粒子滤波算法实现机器人定位及地图绘制功能，该算法运用树型数据结构对粒子滤波算法中粒子所表示状态进行了改进。改进后的粒子状态仅记录当前机器人位姿估计及局部环境观测结果，通过树的继承关系，实现全局栅格地图的检索与遍历，降低了地图存储所需数据量，同时提高了算法运行效率。 最后，对设计的机器人底层平台、机器人系统模型与分布式粒子滤波算法进行综合实验测试，标定了系统模型参数，同时通过对定位及地图绘制实验结果的分析，证明了本文方案的可行性。