随着机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)的诞生和人工智能技术的发展,移动机器人在生产生活各个领域的应用越来越广泛。本文基于ROS设计了一款应用于室内环境的全向移动机器人,主要包括运动控制、定位建图和导航三个部分。首先,安装激光雷达扫描仪和里程计传感器来采集环境数据,建立全向移动机器人运动学模型,根据运动特性提出了控制策略。其次,介绍了 RBPF-SLAM算法以及引入改进提议分布和自适应局部高斯重采样方法的RBPF-SLAM算法,并采用梯度下降方法的姿态数据融合算法来降低地图模型误差。选择两种复杂程度不同的室内环境进行地图构建,完成了全向移动机器人同时定位与地图构建系统的研究与设计。最后,根据实时环境数据信息和构建的环境地图模型,选用A*算法作为全局路径规划算法,动态窗口算法(Dynamic Window Approach,DWA)作为局部路径规划算法,设计自主导航实验和动态避障实验,完成了全向移动机器人导航系统的研究与设计。本文基于ROS给出了全向移动机器人优良的控制方法;运行改进的RBPF-SLAM算法,提高了机器人地图构建的精度和效率;融合A*全局路径算法和DWA局部路径规划算法,使得全向移动机器人规划出了最佳导航路径,同时实现了避障功能。在此基础上,搭载了摄像头,完成了全向移动机器人的目标跟随实验,验证了设计理念的可行性。