移动机器人定位系统可为先进微创手术机器人、无人驾驶平台和自主水下航行器等提供精确位置信息,受到产业界和学术界的广泛重视。机器人通常借助传感器获取环境信息,应用传感器模型和机器人自身运动学模型推导位姿信息。实时性好且定位精准的机器人平台往往依赖复杂、精密和价格高昂的传感器系统。本文研制了框架式移动平台,以此平台为载体自主开发激光雷达-平面定位算法和双目相机-视觉跟踪定位算法,实现了双目相机传感器与激光雷达传感器融合定位。在激光定位部分,使用二维激光雷达作为主传感器,采用自适应蒙特卡罗算法融合最近邻迭代算法得到平面定位信息。该算法需要在已知先验地图条件下,借助全局粒子与粒子滤波器估计可能的位置信息;借助激光雷达扫描数据与栅格地图转换成的地图点云数据进行最近邻迭代匹配,实现二次高精度定位。经仿真测试,该算法能够在保证精度的情况下快速收敛,可为后续高精度定位融合算法快速提供精确的定位信息。选择双目相机作为辅助定位传感器,构建轻量型视觉里程计,在非结构空旷场景下实现机器人高精度定位。视觉里程计提取双目图片尺度不变特征点,借助亚像素级的滑动局部窗口法图像匹配方式,生成高精度匹配的特征点点对;通过点对之间的投影关系,计算特征点视差;通过三角化的方法计算特征点的空间坐标,为路标点后续使用;借助重投影误差设计残差函数并最小化函数值,得到当前位姿变化。完成双目相机实际场景视觉里程计测试,验证视觉辅助定位可行。采用扩展卡尔曼滤波融合二维激光雷达定位信息与双目相机定位信息。针对常规融合算法的缺陷,如空间点与平面点间关系的数据处理、时间戳对齐、跟踪点丢失等问题做出修正;将激光雷达定位信息作为待估计的状态变量,双目相机定位信息作为观测值应用在扩展卡尔曼融合算法程序中,完成融合定位。搭建框架式移动机器人平台。硬件以轮毂电机作为驱动轮,万向轮作为辅助支撑的差速四轮机构;以汽油发电机作为动力供给,工控机和嵌入式驱动板作为核心处理与驱动控制系统,通过远程网桥天线实现远距离通信。软件模块以ROS（Robot Operating System）作为基础框架,包含移动平台操作、通讯、驱动三大功能。应用此移动平台,实际验证本文提出的算法。结果表明:双目相机辅助二维激光雷达进行定位的方法具备可行性,可使低成本传感器具备高精度定位能力,将进一步拓展移动机器人的多工况普适性。