本書針對(duì)無(wú)衛(wèi)星條件下地面移動(dòng)機(jī)器人在未知環(huán)境中的自主導(dǎo)航問題，重點(diǎn)開展了基于雙目視覺／微慣性／偏振光傳感器組合的自主導(dǎo)航方法研究，主要的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1.研究了如何將圖論的相關(guān)理論應(yīng)用于自主導(dǎo)航中，并給出一種基于圖節(jié)點(diǎn)和圖邊的導(dǎo)航信息表示方法。該方法將載體的位置和航向信息與圖論的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，由圖邊對(duì)圖節(jié)點(diǎn)形成約束，約束邊分為相對(duì)約束邊和絕對(duì)約束邊兩種，分別用普通圖邊和環(huán)邊表示。據(jù)此，給出了一種適用于相對(duì)約束邊和絕對(duì)約束邊的圖優(yōu)化算法。仿真分析表明，該算法具有比現(xiàn)有算法更好的優(yōu)化效果。
　　2.深入分析了偏振光傳感器的誤差模型，提出了一種基于迭代最小二乘的標(biāo)定算法，以及三通道任意角度安裝的偏振角優(yōu)化算法。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該標(biāo)定和優(yōu)化算法具有比較高的解算精度。
　　3.針對(duì)雙目視覺／微慣性組合導(dǎo)航中的聯(lián)合標(biāo)定問題，提出了一種基于多個(gè)靜態(tài)位置測(cè)量鉛垂方向矢量的聯(lián)合標(biāo)定方法，并進(jìn)行了誤差分析，可為視覺／微慣性組合導(dǎo)航提供精確的相對(duì)姿態(tài)安裝關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的標(biāo)定精度。
　　4.針對(duì)雙目視覺／微慣性組合問題，深入研究了考慮場(chǎng)景中遠(yuǎn)／近特征點(diǎn)的組合導(dǎo)航算法，以及不同時(shí)刻多視圖約束下的組合導(dǎo)航算法。并且使用自研的雙目視覺／微慣性組合系統(tǒng)對(duì)考慮場(chǎng)景中遠(yuǎn)／近特征點(diǎn)的算法進(jìn)行了戶外實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該算法具有比純慣性導(dǎo)航和純視覺導(dǎo)航更高的定位精度；利用網(wǎng)上公開的車載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)不同時(shí)刻多視圖約束下的組合算法進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明，該算法具有比立體視覺里程計(jì)和單目視覺／微慣性組合更好的位置及航向估計(jì)精度。