清扫机器人作为服务机器人实用化发展的先行者,可帮助人类完成重复性高且费力的清扫工作,得到了广泛的应用。然而由于现有清扫机器人工作环境的限制和智能化水平的局限,目前还主要应用在家用室内环境下,公共场所环境下的智能清扫问题还未得到很好的解决。本文在现有手推式清扫车结构的基础上,对公共场所智能清扫机器人的智能清扫控制和自主充电导航等系统进行设计,并对机器人的定位和导航等关键问题展开了较全面的理论与实验研究,实现了机器人的自主工作。首先,结合公共场所的环境以及垃圾物的特点,完成了智能清扫系统的总体设计,主要包括机械系统、电源系统、传感检测系统、控制系统软硬件等设计,为各功能的实现提供平台基础。其次,针对现有移动机器人室内定位方法的不足,建立了清扫机器人运动学模型和基于无线网络信号特性的信号强度模型,在采用航迹推算和基于指纹库的概率匹配定位算法的基础上,提出了一种利用卡尔曼滤波融合编码器,电子罗盘和WLAN定位信息的移动机器人组合定位方法,并通过仿真分析验证该组合定位方法的有效性。然后,针对现有红外导航方法不能完全满足大面积下清扫机器人的自主充电需求,采用基于组合定位信息的远程导航和红外引导的近程对接相结合的方式,对智能充电导航系统进行设计,主要包括充电站和红外引导等系统。在对接算法上,采用基于人工势场法的远程路径规划和近程红外对接的方法,并对远程路径规划效果进行仿真分析,验证该对接算法的合理性。最后,基于手推式清扫车搭建公共场所智能清扫机器人的硬件实验平台,进行机器人的智能清扫和自主充电导航实验,对充电导航的对接性能进行了实验分析,结果表明该机器人的自主工作效果较好。