目前,为排除大型工业场所和公共场合的安全隐患,许多企业实行人工定期巡检,但人的生理特征使其在巡检过程中易形成巡检疲劳,导致工作疏忽。随着智能技术的高速发展,越来越多的巡检工作逐渐被机器人代替,如校园、变电站、煤矿、电缆等环境的巡检工作。本文在Linux操作系统、ROS开源环境下进行设计,以ROS机器人操作系统为核心通信架构,结合GPS/ODO(里程计)组合定位导航优势,提高导航精度;利用Qt软件的GUI界面设计机器人远程监控系统,包括定位模块、导航模块、监控模块等。(1)针对巡检机器人自主导航与远程监控系统需求,设计导航监控系统总体架构。远程监控室布置上位机实现远程监控功能,同时使用云台相机对机器人进行实时监测;巡检机器人车载下位机实现自主导航功能,上位机与下位机之间使用WIFI通信。(2)研究巡检机器人导航定位技术。采用GPS/ODO组合定位方法,通过卡尔曼滤波对GPS与ODO信息融合,进行状态估计校正,以ODO为主导航,GPS实时矫正,提高导航精度,并降低成本。(3)研究巡检机器人路径规划算法。对环境建模方法(可视图法、自由空间法和栅格法)、全局路径规划方法(Dijkstra算法、A*搜索算法、遗传算法和人工势场法)及距离计算方法(曼哈顿距离、欧几里得距离和对角线距离)做了详细研究、验证,确定本文路径规划方法,达到在时间和空间上都能最优。(4)设计远程控制软件系统。利用Qt软件设计远程定位软件子系统,实现地图定位与导航;采用ROS插件设计远程控制软件子系统,实现对巡检机器人的远程控制。(5)实验验证本文开发的软件系统。以本团队研发的轮式巡检机器人为实验平台,在校园内进行实验。结果表明,本系统性能稳定、运行可靠、界面友好,能够实现自主导航,远程监控,远程干预等功能。