导航与定位问题是室外自主移动机器人领域研究的重点。其中自主定位作为关键,是移动机器人必须具备的功能之一,也是机器人执行其他任务的基础。各种定位传感器均可以用于测量机器人所处的位置信息或者运动状态信息,采用多传感器组合定位的方法可以弥补单一传感器定位的不足,已成为当前机器人导航研究的热点。论文首先详细介绍了本课题研究的背景和意义,并对国内外自主移动机器人发展和机器人导航定位关键技术进行了探讨。然后论文对两轮差分移动机器人运动学模型、传感器测量模型和传感器误差模型进行了较为深入的研究和探讨。进而对基于ARM的自主移动机器人组合导航系统硬件结构和软件框架进行了设计和实现,为移动机器人组合导航算法研究提供了开发测试平台。其次论文对自主移动机器人组合导航算法进行了建模与仿真。以卡尔曼滤波理论作为组合导航多传感器信息融合算法基础,设计了包括惯性导航系统(加速度计和陀螺仪),全球定位系统,磁力计在内的多传感器信息融合算法,并在MATLAB软件平台上对相关算法进行了仿真。本文在基于ARM的嵌入式系统上完成了定位系统的工程实现,将该定位系统安装于旅行者II号移动机器人平台上,采用高精度差分GPS对其进行性能评估。实验结果验证了本文提出的技术方法和算法的正确性,为实验室自主移动机器人的研制提供打下了坚实基础。论文最后对全文进行了归纳和总结,对室外自主移动机器人研究的前景进行了展望。