基于视觉的移动机器人的自我定位以及导航技术是近些年新兴的热点研究内容,在方方面面便捷了我们的生活和工作。本文是基于Ubuntu下的ROS操作系统中,将单目相机导航与IMU模块导航结合起来,实现对于移动机器人的自主导航和定位。单目视觉导航存在尺度不确定性,惯性导航长时间运行存在累积误差,二者结合取长补短,将单目相机导航的高精度特性与IMU模块导航的稳定性相结合提高导航精度和可靠性。具体研究内容为:研究了IMU的基本原理,选用捷联导航系统作为惯导平台并介绍了相关知识,介绍了ROS操作系统下惯性导航的组成部分以及软件架构,标定了IMU模块并在ROS操作系统下对智能小车进行了定位实验来分析IMU导航的导航精度。研究了单目视觉导航的基本原理,采用张氏平面法对单目相机进行了标定,采用SFM算法结合BA联合优化的方式对单目相机采集到的视觉信息进行处理,来对智能小车进行导航,实验验证了单目相机的导航精度。基于IMU和单目相机导航存在误差的情况,提出了IMU融合单目视觉的VIO算法,采用单目相机初始化和惯性模块-单目相机联合初始化的方式来消除二者之间坐标系存在的误差。采用BA联合优化来对采集到的信息进行优化,加入后端优化来消除全局误差,实现对于智能机器人的定位导航,并在智能小车下验证了IMU融合单目视觉的VIO算法的可行性以及稳定性。