随着传感器技术、计算机技术、信息技术的发展，机器人技术得以迅速发展。机器人已被应用于各种行业中，帮助人类完成各种重复、危险，甚至是人类无法完成的工作。本课题组研究的是一种工作在水煤浆下的机器人，可代替大型搅拌机械，自主完成搅拌任务，搅拌达到小型经济化、智能性。 机器人在行走过程中需实时获取其位置及姿态信息，实时准确的获取这些信息是机器人完成搅拌任务的关键。本文论述的就是机器人的定位导航系统。 通过研究现有的定位导航技术，结合本机器人工作的环境特点，选用超声波测距来实现机器人的定位。本文详细分析超声波的特点，并在水煤浆管道中试验超声波传感器的性能，结果表明超声波可在水煤浆中稳定传播。超声波传感器的选用极其重要，给出选用原则。根据选用传感器特点和课题组已有研究成果，设计了在机器人车体上安装一个或两个发射超声波传感器，在水煤浆罐壁上安装三个接收传感器的传感器布局方式，实验验证布局方案可行。 结合罐底实际环境，利用地磁原理，选用电子罗盘HMR3000获取机器人的姿态信息，实现机器人智能导航。 分析集中式和分布式数据采集的特点，构建下位机为单片机、上位机为工控机的分布式数据采集系统。由于温度对测距结果影响较大，选用DS18820测温，对超声波波速进行修正。设计超声波信号调理电路，测温电路、罗盘信息获取方法。给出求两圆相交的算法和坐标变换公式，给出三点定位数学模型和求交点的方法，给出航向推测的数学模型和修正方法。给出详细的下位机和上位机的软件编程思想和流程图。 实验验证定位导航系统的可行性及可靠性，实验结果证明定位绝对误差大都在20cm以内，航向推测绝对误差在10°以内。给出实验图表，分析测距误差原因。对系统的可靠性和实时性能进行分析，给出改进措施。