在这个日新月异、瞬息万变的时代,科技的发展让人们的生活越来越丰富。近几年,智能化的领域越来越受到大家的关注,而智能机器人作为智能化的高端科技设备也受到大家的青睐。因为智能机器人应用的领域很广泛,而安防是现代人越来越重视的问题,智能机器人结合安防概念而产生的安防巡检机器人自然也就成为机器人研究的重要方向。导航系统作为机器人进行自主导航的核心部分是机器人研究的重要内容。本论文研究的内容主要基于安防巡检机器人项目,围绕该项目设计并实现安防巡检机器人的导航系统。为实现该目标,本论文主要的工作如下所述:(1)根据安防巡检机器人实际运用场景分析导航系统的需求和功能点,并在此基础上,对导航系统进行总体逻辑框架和架构的设计。(2)针对导航系统中的图像感知模块进行详细设计和实现,提出一种图像标定算法并利用来进行图像预处理,在此基础上,设计了基于深度学习的图像分割算法,包括输入数据的选择和网络结构的设计,同时完成训练数据集的生成和语义标签的提取,最后利用该网络完成网络训练及测试,得到实验结果并对其进行分析。(3)通过对全局路径规划的研究,首先在环境地图建模上提出基于GPS点的拓扑地图的方法,并采用最小二乘法对路线进行拟合,在路径搜索Dijkstra算法上加以改进,将包含中间节点集的情况考虑进去,同时提出对机器人偏离路线时重新规划路径的处理策略,并在服务器上实现后台管理系统,其中包含创建地图和路径规划。(4)通过对近距离规划的研究,改进动态窗口法进行局部路径规划和避障,除此之外,同时考虑局部路径规划出现误差时,机器人无法到达指定位置时,提出一种简单高效的算法进行重新规划,与改进的动态窗口法结合实现安防巡检机器人在正常情况和异常情况下都能顺利导航。通过对上述导航关键技术的实现,并整合导航系统的各个模块进行通信,完成设计实现后并对系统各功能进行测试,实验结果证明该安防巡检机器人的导航系统在实际场景中的可行性和实用性。