在发生环境污染或化学物质泄露事故时，经常遇到情况不明、高度危险、人员无法接近且使用通常手段无法实施检测的区域。此时，迫切需要能代替人进入事故现场的环境污染检测机器人，采用搭载了环境检测仪器的环境污染检测机器人，可以方便安全地进入污染现场，取回样本，为事故处理提供依据。本文结合教育部重大创新培育基金项目，重点研究了环境污染检测机器人的总体结构、传感系统、车载机械手系统以及图像处理技术在移动机器人上的应用。 本文分析了环境污染检测机器人的功能需求并讨论了机器人车体的结构设计方案，设计了一种分层式、模块化、网络化、局部智能等特点的电子系统硬件结构，根据实际需要选择了用于定位导航、运动控制的传感器并详细分析和讨论了机器人的传感系统，提出了一种分布式智能超声测距系统并给出了软硬件设计方法。此分布式智能超声测距系统的每个智能测距模块都可以单独使用，各个智能测距模块并行工作，不仅可以提高效率，而且单个模块故障时也不会影响其他模块。 由于环境检测机器人上的电子设备要执行的任务很多，提高微处理器的利用效率及程序的执行效率非常关键，最为有效的手段就是在微处理器上运行一种实时性高的嵌入式操作系统。本文详细讨论了嵌入式实时操作系统μCOS-II在C8051F020上的移植方法，并开发了一套基于μCOS-II的串行通信接口驱动程序，大大提高了程序的效率，保证了程序的实时性和稳定性。 机械手是环境污染检测机器人非常重要的组成部分，它直接关系到机器人在事故现场的工作效率。本文分软件和硬件两部分详细介绍了环境污染检测机器人的车载机械手系统。设计了一种高效可靠的电机驱动器，驱动电机的H桥电路的功率元件并没有选用互补的P沟道和N沟道MOSFET，而是全部采用N沟道的功率MOSFET，这样可以大大减小电机驱动器的散热量，提高驱动器的稳定性和适应能力。 计算机视觉是目前的研究热点，视觉导航也是机器人的一个非常重要的发展方向。本文对计算机视觉在移动机器人上的应用做了一些基础性的探索和研究。介绍了目前应用非常广泛的计算机视觉类库OpenCV，并实现了运动物体的跟踪，取得了较好的实时性和鲁棒性。