近年来,中国制造业逐步向智能化转型,传统的固定基座式机械臂工作空间有限、生产水平偏低,难以满足不断变化的工业需求。在移动底盘上加装工业机械臂和智能传感器所构成的新型移动作业机器人成为当前智能机器人领域的研究热点,它具有更大的工作空间和更高的灵活性。为提升移动作业机器人在室内作业场景中的工作效率,本文对移动作业机器人的工作环境建模与联合运动规划问题开展研究。移动作业机器人的工作环境建模问题,可分为待抓取目标物体的识别和移动机器人自主定位两部分。本文首先完成了移动作业机器人的“手眼标定”,也就是求解出相机坐标系到机械臂末端坐标系的旋转平移矩阵;接着基于RGB-D相机实现了工作环境中目标物体的识别,得到了机械臂后续进行抓取作业的目标位置;然后研究了面向室内环境的基于二维激光雷达的定位算法,实现了移动作业机器人对于自身位姿的实时估计;最后在室内工作环境中分别进行目标物体抓取以及移动机器人定位实验。实验结果及数据分析表明手眼标定、目标物体识别以及移动机器人定位算法能够满足实际应用需求。移动作业机器人的联合运动规划具体包括移动底盘的运动规划和机械臂的运动规划两部分。本文首先对移动底盘的作业点位集合进行分析,接着对移动底盘从初始位姿移动到作业点位的运动时长集合进行求解;同时完成机械臂对目标物体抓取所实施动作的运动时长集合的求解。完成上述两部分的求解后,将获取的两个运动时长集合加以合并,从而得到移动作业机器人完成目标物体抓取作业所需的最短运动时长,该运动时长所对应的运动轨迹即为移动作业机器人的联合运动规划结果。为了验证本文所提出的联合运动规划算法的有效性和实用性,选取工业机械臂、移动底盘、RGB-D相机、二维激光雷达等机器人设备和智能传感器,以及机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）来构建移动作业机器人实验平台,进而在仿真环境以及实物环境中进行移动作业机器人的目标物体抓取实验。实验结果及数据分析表明,本文所提出的联合运动规划算法可以有效提高移动作业机器人在室内作业场景中的工作效率。