本文以国家十五‘863’课题“月球探测机器人智能信息处理与导航技术研究”为背景,重点研究了月球探测机器人导航关键技术。对机器人目前已存在的导航体系结构进行了详细分析,提出了功能/行为集成的混合式体系结构,使系统既具有快速反应能力,又具有高级的智能。根据所提出的导航体系结构,设计开发了自主移动机器人实验平台AMR-ITL-I,并研究分析了其运动学模型。采用模糊逻辑实现了导航基本行为控制,控制输入为视觉传感器感知结果,实现了基于单视觉传感器的机器人导航。视觉导航算法在自动化航材库系统中的实际应用实验,证明了导航算法的有效性和实用性。提出了基于里程计的相对坐标航位推算算法和单PTZ摄像机监控多动态目标的视觉伺服控制策略,扩大了摄像机的视野范围,提高了环境中各目标信息的信度,从而提高了导航精度。建立了基于有限自动机的目标监控模型,对状态切换条件建立了目标监控决策表,利用粗糙集理论进行了约简,得出了最小决策规则集。根据最小规则集实现了PTZ行为的切换,达到了监控多动态目标的目的。实际机器人的动态环境实验验证了监控多目标策略的合理性、高效性和视觉里程计组合导航的优越性。