随着智能制造的发展,各类服务型室内机器人给人们的生活带来极大便利,机器人实现特定服务的前提就是能够实现自主精准定位。超宽带（Ultra Wideband,UWB）技术是一种脉冲通信技术,使用极窄的脉冲信号传输数据,具有成本低、功耗小和系统收发机结构简单的特点,在高精度室内定位领域极具优势。本课题通过对UWB技术进行研究,设计一种基于UWB的室内机器人定位系统,该系统具有高实时性、高精度、低复杂度的特点,能满足室内机器人定位的需求。基于UWB的室内机器人定位系统研究主要包括测距方案设计、测距和定位算法的仿真与实现、硬件系统设计及驱动和上位机代码编写、UWB室内机器人定位平台验证。本文工作内容如下:（1）围绕室内机器人定位,介绍和分析常见定位技术及特点。对超宽带技术的原理、模型及评价指标简要介绍,为后续研究内容提供理论基础。（2）在室内无线环境下的测距方面,针对UWB定位的到达时间差（Time difference of arrival,TDOA）测距复杂,稳定性低,精度低等问题,提出了一种基于UWB的异步无参测距新方法。该方法首先基于TDOA对UWB通信方案进行优化,并引入实际基站间距离作为校正因子,为基站构建异步时钟下无需参考节点的测距算法,通过基站测距信息直接推导出到达距离差,降低计算复杂度;然后,针对测距值的异常和精度问题设计动态滤波方法,提出双边滤波算法对TDOA测距值进行临近度和关联度双重加权,进一步提高测距精度。实验结果表明,本方法测距精度集中在10cm以内,在保证实时性和稳定性的前提下,能够满足实际系统的测距需求。（3）在室内定位方面,针对UWB定位融合算法复杂度高、定位精度低等问题,提出一种基于异步无参测距的改进Chan定位算法。首先对异步无参测距值进行初筛并实现Chan定位,对测距值进行异常值筛选;然后,提出采用双边滤波算法对Chan定位算法解算的坐标进行加权修正,并利用残差鉴别式对当前定位结果的可信度鉴别。最后的定位结果表明:定位误差5cm时,Chan算法累积分布为0.52,而本文改进后的累积分布函数能够达到0.92,在保证计算复杂度的前提下,定位精度明显提升。（4）论文最后设计并开发了一套基于UWB的室内机器人定位系统。本文设计四基站、一标签的室内机器人定位平台,并在底层驱动代码中基于STM32和BU01模块实现异步无参测距算法,上位机软件平台实现本文定位算法并设计显示界面。实验证明,本文设计的定位系统易操作、稳定、误差小,满足实际定位需求。