随着地下管廊自动巡检自动化的发展,地下管廊中机器人定位问题日益凸显,迫切需要一种简单可靠的定位手段。虽然GPS系统有效解决了室外移动物体的一般精度定位问题,但是因为隧道内无GPS信号,移动定位必须另辟蹊径。同时考虑到隧道环境的特殊性,即横截面尺寸远远小于隧道长度,因此隧道内机器人定位主要是沿隧道进深方向的位置确定。本文借鉴类似人类确定自身位置的原始做法,采用摄像头及隧道语义地图并辅助里程计等其他异构信息实现机器人在隧道内的即时定位。具体包括语义地图构建、特征匹配及异构信息融合,并设计了实验系统。在语义地图构建方面,提出了基于图像拼接构建长卷地图作为位置信息库的方案,并对拼接出的长卷地图进行矫正与标记。在特征匹配方面,机器人摄像头捕捉的实时环境图像与语义定图进行匹配搜索,从而确定图像在长卷地图中的位置,对应获得机器人在隧道中的位置。考虑到长卷地图定位误差,本文融合里程计等其他异构信息,以提高定位精度,在定位策略方面,本文根据不同的环境条件采取了不同的匹配方式,当附近被测物体密集或没有时,采用将画面与地图直匹配的方式进行定位,当附近被测物体较少但存在时采用对被测物体匹配并查表反推位置的方式。随后本文从各部分软件算法搭建以及硬件电路架构两方面详细介绍了隧道语义地图构成过程,以及巡检机器人异构信息即时定位系统实验平台的搭建的过程。最后本文对该系统的优点与不足进行了总结,并对未来研究的方向做了展望。