近年来移动机器人技术已经成为计算机、自动化以及人工智能等领域的一个研究热点。本课题设计的是一种空间图像定标测量系统的智能移动装置,以双激光源定位、前轮转向、后轮驱动的移动机器人为研究对象,对机器人路径规划及轨迹跟踪等问题进行研究。本文首先概述了移动机器人的发展历史及发展现状,对本文课题的研究背景和意义做了介绍,并简单阐述了主要的研究内容和所做工作。课题根据系统的实际需求,对轮式移动机器人的体系结构和控制系统进行了详细的分析和设计。该移动机器人采用四轮结构,前轮为转向舵轮,两后轮分别由两个同步的步进电机进行驱动。文中以该结构为模型,对移动机器人进行了运动学建模。本文设计的移动机器人系统由主控制器模块、驱动模块、图像处理模块、测距模块、通信模块等7个模块组成。文中分别对各个组成模块进行了细致的描述,包括各部分的工作原理、型号选择等等。在实际应用研究中,模块相互之间协调工作,很好地达到了预期的效果。本文以建立的运动学模型为基础,主要对Back-Stepping算法、连续曲率曲线算法和模糊控制算法等三种移动机器人的路径规划及轨迹跟踪算法进行了研究。Back-Stepping算法以一种采用倒推回归的设计思想,来逐步设计控制器,并最终设计出满足控制要求的控制器。连续曲率曲线算法主要解决的是移动机器人在转向过程中,避免舵轮转向角突变的问题。利用模糊控制算法,很好地解决了机器人在进行长距离的直线移动时,由于系统误差因素,跟踪轨迹出现偏离的现象。最后对本文中提出的三种算法进行理论推导、实验仿真及实验样机的验证,证明了其可行性及有效性,得到了很好的控制效果。