随着互联网技术、大数据技术以及人工智能等新技术不断融入机器人研究领域结合传统的机器人传感技术、定位与导航技术,移动机器人在智能家居、服务行业等领域的应用越来越广泛。移动机器人的定位与导航技术是机器人研究领域的关键技术。本文研究基于QR码的移动机器人在室内环境下的定位与导航。本文的主要研究内容包括:移动机器人软硬件平台的设计、基于QR码的定位算法设计、自适应蒙特卡洛定位算法和动态窗口法的实现。本文首先实现了移动机器人定位和导航系统的整体设计。其中,硬件平台的设计主要包括基于STM32的底层控制电路设计和基于移动机器人坐标系的设计搭建整个移动机器人硬件平台。软件设计主要包括移动机器人运动控制程序设计、里程计程序设计、STM32和ROS系统的串口通信程序设计和基于ROS的carmea、rplidar_ros、base_contraller等功能包的编写。其次,针对图像采集的角度问题导致QR码无法识别,本文设计了QR码图形的定位算法。根据QR码三个位置探测图形的轮廓特征定位QR码图形,对定位后的图形进行仿射变换校正图形位置,在ROS下通过摄像头实时采集QR码图像实现对QR码的定位、校正和解码功能。建立基于QR码的定位测量模型,融合QR码图像信息和激光雷达测距信息,实现移动机器人基于QR码的定位。最后,研究了自适应蒙特卡洛定位算法和动态窗口法的基本原理,建立移动机器人运动模型和激光雷达观测模型,使用Gmapping算法实现室内环境建图,结合基于QR码的定位算法在ROS系统中实现移动机器人的初始位姿定位和综合定位导航。