搬运机器人基于仓储环境的导航技术现已成为智慧仓储行业的研究重点。本文依托企业委托合作项目“堆垛机器人导航控制系统设计”,将普通叉车改造成为具备自主导航能力的搬运机器人。以搬运机器人室内地图建立和基于地图模型的路径规划技术为切入点,给出一套搬运机器人导航系统设计方案。本文研究的主要内容包括以下部分:首先论文从系统及用户需求出发以某品牌电动叉车为载体,使用自主研发的智能控制器和嵌入式微型工控卡及激光雷达等传感器构成了搬运机器人硬件开发平台。结合系统需求与硬件平台给出搬运机器人导航系统软件平台设计方案,并对各模块进行了软件设计和可视化方案设计。然后研究并实现了基于激光SLAM的仓储环境地图构建方法,分别对Gmapping SLAM、Hector SLAM与Cartographer SLAM方法进行了原理分析与公式推导。以余弦相似度、结构相似度作为建图精度评价指标分别在仿真环境与实物环境下对三种算法进行地图构建效果实验。实验结果表明,Cartographer SLAM方法建图精度更高,更适合作为本文搬运机人仓储环境的地图构建方法。随后针对搬运机器人在仓储环境下导航的路径安全性需求,提出一种基于凸走廊和障碍物最小安全距离的改进A*算法。以路径距最近障碍物的距离为安全性评价指标,以导航过程的运行时间为效率评价指标对传统A*方法与改进A*方法在已构建的地图模型中进行路径规划对比实验。实验结果表明,改进的A*算法在路径安全性与导航效率方面都比传统A*算法有明显优势。最后本文作者根据上述设计完成了软件实现并进行了实际工程测试。测试结果表明,本文搬运机器人系统具备应用层建图可视化能力,地图的构建过程和建图过程的交互均可以在界面端完成操作;机器人具备应用层导航可视化能力,改进的A*算法所规划的路径及机器人导航期间的位姿数据均可在界面端完整表达;机器人导航精度满足企业所需;系统各项功能运行稳定,实用性强。