随着机器人技术的发展和市场需求的推动,智能机器人越来越成为人们的研究热点。移动机器人是机器人研究中的一个重要分支,被广泛应用于物流、探测、军事、服务等领域。随着数字图像处理技术和图像处理硬件的发展,基于视觉的导航方式在机器人导航中得到广泛关注。与传统的导航方式相比,视觉导航具有信息量丰富、智能化水平高、导航适应性大等特点。本文采用功能和结构相对简单的轮式移动机器人作为研究对象,针对机器人系统的导航和控制问题进行研究,本文的主要研究工作有:首先,本文在查阅大量相关文献的基础上,综述了移动机器人视觉导航国内外的研究现状。系统地分析了单目视觉系统的特点、类型、原理和视觉导航系统的技术组成,并对移动机器人的结构和运动学模型进行说明。其次,路径识别是视觉导航中的关键技术,本文研究了多种图像处理算法。采集到的路径图像一般受噪声的影响,本文选用适当的方法对其进行预处理;然后通过对多种边缘检测算子的比较,选择Prewitt算子进行边缘检测;最后利用Hough变换对直线型路径进行提取。然后,根据人类驾驶经验,使用基于模糊控制的路径跟踪算法。选取距离偏差和角度偏差作为控制器的两个输入,将机器人的轮速差作为输出,设计出双输入单输出的模糊控制器。实验结果表明,采用模糊控制能够实现机器人对预先设置好的路径进行跟踪,并且控制过程平滑性好,是一种比较理想的控制方法。最后,采用Visual C++实现路径识别和跟踪的相关算法,并通过实验验证了算法的准确性,也证明了视觉导航系统的有效性。