托卡马克部件转运车系统是热核聚变实验中非常重要的组成部分。转运车系统在有辐射、有毒性、高温的环境下,代替人工进行托卡马克建筑和热室之间的部件运输及辅助装配等工作。托卡马克部件转运车是自主导引车的一种,属于轮式移动机器人,它需要在室内环境下实现可靠的、高精度的导航。基于地图的导航是一种室内环境下移动机器人导航常用方法。本文针对托卡马克部件转运车特点及其工作环境,提出了两种地图创建方法,并在实验平台上进行了室内环境下的导航实验。首先,本文研究了各种环境地图的表示方式,针对复杂路口环境中,部分环境信息易被遮挡而无法观测,以及运动物体易干扰观测的情况,提出了一种基于路标的异构地图创建方法。在创建地图的过程中,使用基于路标地图的定位结果辅助ICP-SLAM方法建立轮廓地图,可以减小ICP(Iterative Closest Points)算法的计算量,并减少迭代结果陷入局部最小值的情况。基于异构地图的定位实验结果表明,在环境中路标被遮挡导致使用路标地图无法定位,及环境中有运动物体干扰,使得基于轮廓地图的定位结果精度较差的情况下,使用异构地图仍能得到有效的定位结果。然后,在转运车工作环境中,基于磁钉的磁导航是一种广泛应用的转运车导航方法,因此本文针对基于磁钉的磁导航,研究了导航需要用到的磁钉地图的创建方法。传统方法使用高精度RTK-GPS直接测量磁钉的坐标,但是这种方法精度不高,测量的工作量大,而且在室内等环境下无法使用。由此本文提出了基于SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)的磁钉地图的创建方法,先分析了各种SLAM的方法,对比了各自的优缺点及适用环境,之后提出了基于Graph-SLAM的磁钉地图创建方法。一般的SLAM方法中,观测和计算误差的累积会造成SLAM最终结果不一致,Graph-SLAM通过提取环境中的观测约束并对位姿进行优化,解决了一般SLAM无法解决的环形闭合的问题。其中的重难点问题之一是对于观测环境中闭合约束的提取,而本文所要获取的结果——磁钉的坐标,正好又为Graph-SLAM提供了高可靠、高精度的环形闭合约束。实验结果验证了本文方法的可行性。最后,针对核聚变实验场景中的特殊环境,设计了转运车导航方案,给出了实验平台上控制器、传感器及驱动器的选型及其性能参数,实现了基于异构地图的导航实验和基于电磁导引线的导航实验。实验结果表明导航系统的导航精度较高,能够满足核聚变实验环境中的可靠性和导航精度要求。