化工行业安防领域有害、可燃气体泄漏会导致各种安全隐患,传统安防检测大多数尚处于人工巡检阶段。本文针对传统化工行业安防巡检存在的人身安全、漏检以及生产效率等问题,设计一种安防巡检机器人控制系统,充分将巡检、控制及监控结合在一起,极大的提高了巡检效率。本文的研究内容如下:首先,按照机器人的设计需求,查阅大量的参考文献,了解安防巡检机器人的发展现状,针对传统化工安防巡检存在的安全、漏检等问题,结合模块化设计思想,确定该系统的总体方案和相关算法。其次,根据总体方案设计硬件系统,主要包括电源模块、电机驱动模块、数据采集模块等。其中在电源方面,使用锂电池作为电源,并设计多个电源转换电路为外设应用;在数据采集方面,以ARM处理器为主完成多传感器数据采集、语音报警等,并完成部分电路PCB图的绘制。再次,根据总体方案设计软件系统,本文在底层控制中,采用移植的μC/OS-III实时系统为主控制器核心,对控制任务进行划分,设计相应功能的流程图;在数据通信方面,应用串口数据通信协议和网络通信协议,完成数据的串口和网络传输;同时利用开源Mjpg-streamer视频流服务器在树莓派(RaspberryPi)上实现USB摄像头采集到的图像数据传输,实现上位机监控系统远程监控。最后,对安防巡检机器人进行避障算法的研究。本文针对机器人在静态障碍物环境中随机出现动态障碍物情况,提出一种改进A*算法与改进人工势场法结合的混合算法,成功解决遇到动态障碍物无法避障的问题。本文仿真并验证了该混合算法的可行性,不仅避障有效,缩短了运行时间,而且提高了路径规划质量。