视觉传感器因其能获取丰富环境的信息,具有直观性强和稳定性高等优势,在现代社会的各个方面都有着广泛的应用,单目相机又以其体积小、价格低廉、不受距离范围限制的优点,成为了科学研究中的热门。由于单目视觉定位导航存在局限性,惯性信息可以与之互补,本文提出了一种新的、轻量级的以机器人为参考系的单目视觉-惯性信息融合的室内定位导航方法,通过将单目视觉与惯性信息有效结合,实现移动机器人在室内简单准确的定位导航,具体研究过程如下:首先,阐述智能机器人的概念以及机器人室内定位导航的重要性,概述当前广泛使用的室内定位导航方法,引入视觉定位导航技术并分析了相关方法的国内外研究现状。其次,引入惯性信息自定位导航技术,并分析了其原理与优劣。介绍单目视觉自定位原理,以单目视觉数学模型为基础,结合特征描述及对极几何原理,估计出相机的运动。设计基于单目视觉的移动机器人室内自定位导航系统,以ROS系统为基础,详细阐述如何设计和搭建满足自己实验需求的移动机器人。然后,提出以机器人为参考系的单目视觉-惯性信息融合的室内定位导航方法。考虑惯性信息和单目视觉数据输出的速率不同以及计算复杂度的问题,提出双异步卡尔曼滤波方法对二者位置和姿态数据分别进行融合并通过近似的思想给出一个简洁的关于机器人位姿信息的非线性表达式。最后,设计并搭建我们实验所需的移动机器人平台,在此基础上进行移动机器人室内定位导航实验,结果验证了该系统的有效性及准确性。