自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)是一种装备有自动导引装置,并能够沿着给定轨迹进行路径跟随,具有一定安全防护和运载功能的无人运输车。近年来基于麦克纳姆轮的AGV因其占用空间小、灵活度高等优点越来越广泛地应用到工业生产、仓储物流、外星探测等各个领域。针对AGV的研究近年来主要集中在多平台协同调度与路径规划、定位与路径跟随和运动控制三个方面,其中自主导航是AGV实现自动行驶的核心技术。论文设计了一种基于麦克纳姆轮的AGV系统架构,该架构包括集成了线增量编码器的麦克纳姆轮运动控制系统,具有环境感知功能的激光扫描系统,具有角速率测量功能的MEMS陀螺仪,集I/O驱动和导航解算功能一体的集成式上位机。结合多种信息源,对AGV自主定位和路径跟随技术进行了深入研究。研究了基于一组麦克纳姆轮里程增量进行航迹推算的定位方法,同时考虑到该方法存在定位结果不可靠和误差累积过快的问题,进而提出了利用安装在四个麦轮上的编码器和MEMS陀螺仪组合进行位置估计的扩展卡尔曼滤波定位算法。仿真结果证明该算法对于AGV自主定位精度有显著的提升作用。针对AGV在运行过程中出现障碍物的情况,提出了一种在自主行驶过程中基于阈值的主动避障方法和利用激光点云拟合车道的路径保持方法。研究了一种利用占据栅格地图和激光扫描仪进行室内静态环境下的蒙特卡洛定位方法。实验证明,利用激光扫描仪及创建的占据栅格地图可以进行AGV室内导航。论文最后对AGV定位及路径跟随算法进行了软件编程,并设计了人机交互界面,在此基础上进行了利用编码器和MEMS陀螺仪组合的定位实验,基于阈值的激光扫描仪避障实验及室内结构化环境下的AGV路径跟随实验。实验结果表明,本文提出的AGV定位及路径跟随方法具有一定的工程应用价值。