崎岖地面上的轮式移动机器人技术逐渐成为人们研究的热点，本课题在国家自然科学基金项目“轮式移动机器人在崎岖地面的低能耗通过性控制的方法研究（60775060）”的支持下，对崎岖地面上移动机器人的姿态估计，崎岖地形的运动规划和控制，以及机器人运动学建模和控制系统软件设计进行研究。首先，采用德鲁内（Delaunay）三角剖分算法对崎岖环境进行建模；基于齐次坐标变换方法建立机器人运动学位姿模型，给出崎岖地面上一种轮式移动机器人的姿态估计算法。该算法基于机器人在松软地面上力分布引起的附加车轮下陷，可依据崎岖地面数字高程图实现对机器人俯仰角、侧倾角、差分角以及机器人参考点高度的估计。仿真分析和实验研究均表明该算法可以应用于机器人崎岖地形地面通过性判定、力控制研究以及稳定性研究，并开发出基于MATALAB的姿态估计算法软件包。其次，考虑机器人物理尺寸模型以及地面的相对不平度对运动规划的影响，以地面不平度和路径长度作为目标函数采用迪克斯特拉（Dijkstra）算法对机器人进行运动规划，对已规划路径的评估中考虑机器人静态稳定性、地面通过性及三维地形中可能存在的不确定性。而后将仿真结果与基于质点的运动规划方法进行对比，编写运动规划与仿真软件包。第三，建立机器人运动学模型，包括崎岖地形运动学模型（三维运动学）和平坦地面运动学模型，并且对两种建模方法进行了分析和比较。推导机器人第五轮机构运动学，提出基于运动学模型的机器人定位与控制方法。通过平坦地面和崎岖地面机器人实验验证了该控制方法的可行性。最后，课题完成控制系统各组件的测试和机器控制系统软件编程，实现对机器人简单的运动控制。实验部分对机器人运动控制模式进行测试，分析不同控制模式的应用范围，另外进行了崎岖地面通过性分析。