近年来,随着机械制造、控制理论、人工智能及自主导航等现代科学技术的不断进步,机器人技术发展迅速。轮式机器人作为其中最有代表性的一种产物,具有稳定性好、负载能力大、机械结构稳定等特点,在军事和民用一些领域已经开始了实践应用。但针对军事侦察和输送、战术任务、环境监测等任务研发的自主性机器人还有待进一步研发,在特殊场合增强其自主导航和控制的功能是目前研究的重点方向。基于此,本文设计了在特殊场合能实现自主导航和控制的六轮机器人,为其实际运用奠定理论基础。本文的主要工作是以用于实际运用的六轮机器人为研究对象,对六轮机器人的结构设计、信号处理、自主导航和控制的关键技术展开研究,设计实现了具有自主导航功能的六轮机器人。论文的具体工作如下:(1)六轮机器人的系统结构设计。首先,针对六轮机器人的具体使用领域和需要实现的功能,对六轮机器人的总体实现方案进行设计;其次,对系统用到的元器件进行选型和适用性分析;最后,设计出了六轮机器人的机械结构和控制系统。(2)六轮机器人硬件系统设计。设计了六轮机器人的控制系统硬件实现,结合DSP控制器强大的数据处理和解算的优势,选取DSP芯片作为系统控制器,在其内部实现六轮机器人的控制和自主导航算法;然后,给出了六轮机器人的电机驱动电路和系统电源电路实现方案。(3)六轮机器人自主导航系统设计。首先介绍了惯性导航的基本理论,建立了六轮机器人的自主导航模型;并对使用的惯性传感器进行了 Allan方差分析和标定实验;最后设计了基于卡尔曼滤波的惯性传感器与其他传感器的互补融合算法;进行自主导航系统解算仿真实验,验证了六轮机器人自主导航系统的性能。(4)六轮机器人控制算法研究。对六轮机器人控制系统进行建模,根据系统设计要求,给出了 PID控制算法和模糊控制算法;通过仿真实验对两种控制算法达到的控制效果进行对比,可知模糊控制能够使系统达到更好的控制效果,因此选取了模糊控制作为六轮机器人的控制策略,并给出了控制算法在控制器内部的实现流程。最后,对六轮机器人仿真实验结果和实验数据进行分析和总结。