在室内环境下，移动机器人自主定位和导航是研究的热点问题之一。移动机器人实现自主导航的基础是能够识别有标志性的信息。而人工路标在设计时，由于其形状、大小和颜色可以预先设置，因此使用人工路标是机器人导航的首选。如何设计一种新型人工路标，并让机器人能够快速、准确的识别该路标信息是研究工作的重点。机器人传统的导航方法有航位推算法、模式匹配法和组合方法等等，每个方法都有各自的缺点和不足。而同时定位与地图构建（SLAM）在定位的过程中，可以构建导航地图，这给机器人自主导航问题提供了一种新的解决方法，而视觉传感器由于其信息量大、容易配置等特点，因此，视觉SLAM是机器人自主导航研究的发展趋势。本课题以智能移动机器人为研究平台，开展了新型人工路标设计，基于新型人工路标的自主定位，自然路标模板追踪和混合路标的导航构图等相关研究，具体工作如下：首先，利用BCH编码的原理，设计了一种新型的人工路标图案，该图案不仅制作简单、信息量丰富，还具有一定得纠错功能。在编辑界面中，只要输入相关的信息，就可以生成路标图案，可以直接打印出来使用。在实验中，机器人不仅能快速能够识别该路标信息，而且误差率低、鲁棒性好。其次，人工路标在设计时，采用的是规则五边形外形，识别算法上采用了Canny算子。在新型路标准确识别的基础上，利用OI算法，实现了移动机器人的自主定位。在静止状态和运动状态两种情况下，路标分别贴于天花板和垂直面时，分别得出了位置误差和角度误差曲线。再次，利用特征不变量因子，提取自然路标的特征点，滤除干扰点，确定模板轮廓点，系统生成路标信息的模板。在此基础上，完成了基于自然路标的模板追踪，通过实验，确定机器人能够追踪的范围。最后，基于自然路标和人工路标，依据视觉SLAM的原理：机器人在运动中可以构建导航地图，构建了一个导航系统，给出了导航系统的软件结构，提出了三种构建地图的方式。在室内环境下，人工路标贴于天花板处，根据路标的分布构建一个拓扑地图，机器人根据该地图信息能够完成自主导航任务，垂直方向上，利用自然路标的模板追踪，完成了视觉伺服。