机器人自主导航是当今研究的热点问题,从核电站环境中的巡检机器人到日常生活中的服务机器人都离不开机器人自主导航,而机器人精确的定位则是实现可靠导航的基本前提。由于室内环境的复杂性,综合考虑各种室内定位方法的优缺点,论文采用由惯性导航定位法和航迹推算法形成的组合导航方法来实现较高精度的机器人实时定位。首先,根据机器人基本运动功能要求及室内定位要求,选用了STM32控制器作为机器人的主控芯片,搭建了移动机器人的硬件平台。对电源、电机驱动、电机测速、MEMS传感器及WIFI通信等模块分别进行选型和接口设计,并对这些模块进行了调试。其次,分别介绍惯性导航系统和航迹推算系统的工作原理,并对它们的数字更新算法和误差方程进行推导。然后,结合机器人运动的特点,适当地简化惯性导航系统和航迹推算系统的误差方程。采用卡尔曼滤波的方法将两个系统的误差模型进行融合,取长补短,充分发挥各定位系统的优势。把卡尔曼滤波输出的最优估计误差用来修正数字更新后的姿态、速度和位置信息,得到精度较高的机器人位姿信息。最后,采用C语言完成了系统的软件设计,并在机器人平台上进行了实时定位测试。分别将圆形轨迹和矩形轨迹的定位结果与真实轨迹对比分析,实验结果证明该算法能实现较高精度的定位。