随着数字化车间、无人工厂技术的发展,现代化制造对车间运载操作移动机器人的智能化和高效率的需求越来越高。传统的移动机器人在车间内运动时需要借助诸如二维码、磁条或反光板等辅助装置来进行定位,增加算法复杂性的同时影响了运动控制系统的高效运行。针对上述问题,本文通过自主设计的运载操作移动机器人,提出改进粒子滤波定位算法,在无需额外辅助装置的情况下,实现机器人的车间定位功能,提升移动机器人室内定位的高效化和智能化。本文主要研究内容如下:构建了移动机器人坐标系模型、移动机器人里程计运动误差模型和激光雷达模型;同时,在对目前常用地图表示方法进行分析的基础上,利用栅格地图对室内环境进行了离散单元格划分。对Cartographer建图算法进行了研究,利用仿真实验得到高质量环境栅格地图,实现了对仿真环境的描述;在此基础上,针对粒子滤波定位的高精度和高时效性相矛盾问题,提出了一种考虑扫描匹配的改进粒子滤波定位技术,利用粒子滤波得到定位粗略全局最优解,将粗略全局最优解作为最近点迭代算法的初始值,经过多次迭代优化最终得到定位精确全局最优解,提高了粒子滤波定位的精度和响应时间。最后在建图仿真得到的地图上,设计了三组定位仿真实验,验证了改进粒子滤波定位技术的高精度和高实效性。结合硬件及实际应用,对Cartographer算法和考虑扫描匹配的改进粒子滤波定位算法进行了工程实现,设计了相应的建图和定位软件,对软件的总体框架以及关键模块进行了详细阐述;然后根据真实车间环境设计了移动机器人的建图和定位实验,实验结果表明本文所设计的软件达到设计需求,验证了本文所提的考虑扫描匹配的改进粒子滤波定位算法在实际应用中的有效性和实用性。