随着科技的发展,智能机器人的研究得到了前所未有的关注。而要机器人真正智能化,实现机器人自主定位导航将是至关重要的一环。室内导航中所用惯性器件可获得较理想的姿态解算精度,但因固有误差,长时导航将因累积误差而发散。视觉传感器探测范围广且信息丰富,自身不受外界电磁干扰,也不对外界环境造成污染。然而,视觉传感器易受外界光照变化影响且因计算量大而导致数据更新率低。无线传感网络(WSN)导航系统可以获得精准的载体绝对位置,但WSN系统节点发出的超声波信号易受室内其他移动障碍物遮挡而导致定位失效。将这三者结合起来,取长补短,将能有效提高室内移动机器人导航定位的实用性和鲁棒性。本文使用MEMS器件中的陀螺仪、加速度计和磁力计的信息,通过互补滤波得到无累积误差的姿态角,并将视觉系统以视觉里程计的方式进行设计,然后将互补滤波得到的航向信息用于INS/视觉组合导航系统中以实现对视觉信息的方向变换。分别构建INS视觉组合导航系统和WSN导航系统,并分别对视觉信息受干扰和WSN超声波被遮挡的情况进行实验,以此证明单一系统导航可靠性的不足。然后将INS/视觉组合导航系统和WSN导航系统通过联邦卡尔曼滤波器组合起来,并为该联邦滤波系统增设子系统故障检测与隔离功能,然后再针对子系统故障时的情况进行对比实验。实验证明,拥有故障检测与隔离功能的INS/视觉/WSN联邦滤波组合导航系统可以有效利用WSN导航系统的绝对位置信息对INS/视觉组合导航系统的相对位置误差进行校正。并且当子系统发生故障时,能及时隔离掉故障子系统以继续可靠运行,而当子系统恢复正常后,又能及时将恢复正常的子系统重新融合进来以求得全局最优解,从而很好地提高了系统的实用性和鲁棒性。