视觉传感器具有结构简单、应用场景广泛、可拓展性好等优势,惯性传感器具有稳定性高、精度高、频率快等优势,将二者结合能够实现优势互补,使感知系统更加准确、更加稳定。本文基于双目视觉惯性里程计设计了一套能够实时精准定位和建立二维占据栅格地图的感知系统,实现轮式自主移动机器人在移动过程中自身定位和环境感知的功能。本文主要研究内容如下:（1）本文针对双目视觉惯性里程计的不足和缺陷,设计了一套基于双目视觉惯性里程计的感知系统的基本框架,对双目视觉惯性里程计所用到的基本理论进行详细介绍,主要包括李群与李代数、双目相机的观测模型以及惯性传感器的观测模型。（2）对基于最大后验估计的双目视觉惯性里程计联合位姿优化方法进行了详细的理论研究与分析,并针对该方法提出了改进方案,即通过调整权重的方式对联合位姿优化方法进行改进,具体改进方案为在轮式移动机器人以较低的速度运行时,增加视觉残差边信息矩阵的数值,在轮式移动机器人以较高的速度运行时,增加惯性残差边的信息矩阵的数值。然后,利用公开数据集对改进方案进行仿真测试。（3）针对基于双目视觉惯性里程计建立二维占据栅格地图的方法进行了详细的阐述,将基于双目视觉惯性里程计的建图方法与基于单目视觉的建图方法分别利用公开数据集进行了仿真测试,并对仿真结果进行对比分析。（4）搭建轮式移动机器人硬件及软件实验平台,验证本文所提出的改进方法的有效性。针对联合位姿优化和栅格地图建立方法,分别进行了对比实验,实验结果证实了本文所提出的改进方法的有效性。