随着科技水平的不断发展和人们生活需求的不断提高,服务机器人得到了越来越广泛的应用。在服务机器人系统中,自主导航技术是服务机器人领域的一个重点研究方向,也是其关键技术之一。自主导航就是机器人能够按照存储在其内部的地图信息,根据外部环境所提供的一些信号规划出一条路径,并能够沿着该路径在没有人工干预的情况下,移动到预定目标点。本文在总结了国内外众多服务机器人研究成果的基础上,结合课题本身的实际情况,建立了一种基于视觉和人工路标相结合的导航定位系统。该系统包括服务机器人、人工路标、视觉传感器、图像采集卡和计算机等。本文设计了一种便于识别和检测的人工路标,并提取出了路标的NMI特征,该路标是由红外二极管构成,易于从复杂背景中识别出来;基于线性摄像机成像模型,采用张正友的摄像机标定方法完成标定实验,获得了摄像机的内部参数;根据路标的特征,选择合适的阈值获得了路标在图像坐标系中的位置,结合已知的路标在世界坐标系中的位置,采用三角定位算法,实现了服务机器人在世界坐标系中的自主定位;根据实验环境,构建了环境模型并完成了全局路径规划和串口通信程序设计;最后在实验室现有的移动机器人平台上进行了导航实验,并对实验结果进行了分析。实验结果表明,该视觉导航系统满足了设计要求,原理和方法是可行的。