随着电子计算机和信息自动化技术的发展,移动机器人在各个行业的应用越来越广泛。而随着国家经济的发展,农业人口逐年减少,农业劳动强度较大,使很多学者将目光瞄准了能减轻人类劳动的适用于田间的农业移动机器人。同时,我国丘陵山区面积较大,设计出一款能适用于丘陵山地作业的移动平台具有十分重要的现实意义。本文正是以设计研发一款适用于丘陵山地的移动平台为目的,根据柑橘采摘机器人采摘状态的具体要求,在Komodo-2履带式底盘的基础上进行尺寸参数的改进,使其能够在丘陵山地搭载采摘装置进行坡道作业,并将该移动平台作为行走装置对视觉导航技术进行了研究,满足了柑橘采摘时自动导航的技术要求。本文主要研究内容为:(1)根据采摘机器人采摘作业特点,分析机械臂关节运动所产生的惯性,结合移动平台所处的丘陵山地的地形,计算出在机械臂最大运动速度条件下保持移动平台稳定所需的各关键尺寸参数,对Komodo-2型履带式底盘进行改型,进而完成了整机尺寸参数计算与采摘机器人布局。(2)根据果园道路特点,选取H通道灰度图作为图像处理对象,并根据果园道路图像特点确定出固定阈值对图像进行分割,同时横向与三种分割方法进行对比表明本文采用分割法的优越性。在如何生成导航线的部分,提出了一种道路中心线类型的判别方法,在直线道路采用直线拟合,曲线道路采用三次多项式拟合,最后统计道路图像识别结果,得出本文方法的路径识别成功率为90.0%。(3)为了使导航线能反映真实道路信息,根据摄像机成像原理和坐标转换原理推导出一种单目像机定位模型,通过该模型可在一定条件下定位出目标点位置信息,通过实验得出该模型的横向平均定位误差为8.5mm,纵向平均定位误差为25.7mm。(4)根据丘陵山地地形特点,为实现移动平台点到点的稳定准确移动,提出一种圆弧-直线-圆弧路径规划方法,当满足导航目标点Y轴坐标值大于3倍转弯半径时(l≥3r),移动平台可通过该方法规划的路径到达任意目标位置及方向,并通过仿真分析和实验验证了该方法理论推导的正确性。(5)采用VB/MATLAB混合编程方法设计了移动平台视觉导航系统,实验得出,在移动平台行进速度为0.72m/s时,直线和小曲率道路导航最大偏移量为0.10m,急弯道路导航最大偏移量为0.30m。