圆周铺料系统中，机器人带动铺料机构在圆桶内快速进行多层圆周铺料作业，要求每一层料面均匀。针对铺料过程中出现的不均匀区域，须合理规划机器人补料运动路径，保证机器人在圆桶内快速完成补料作业。补料路径规划时，须同时规划末端位置和姿态，并保证铺料机构躲避障碍物。因此，本课题对机器人补料避障路径规划的相关技术进行了研究。针对机器人快速补料作业难点问题，进行以下研究。首先，分析圆周铺料系统的关键技术，分析机器人运动学以及铺料机构在圆桶内的可行运动空间；其次，对机器视觉提取不均匀区域进行研究；再次，设计机器人补料作业的位姿，并重点对补料路径规划算法进行研究；最后，进行机器人补料作业路径规划实验研究。通过上述研究，取得以下研究成果。完成了机器人正反解，推导了铺料机构的避障模型；完成了基于freeman链码的不均匀区域提取与跟踪算法；设计了铺料机构补料位姿；分析了传统路径规划算法用于补料路径规划的局限性，基于此对人工势场法、A*算法、RRT算法进行了相应的改进，并提出了MTA*算法，同时结合粒子群优化算法提出了基于粒子群优化的双向规划算法和PSOAPF算法。经仿真验证了以上各算法的可行性，并从路径规划耗时、路径的长度以及路径的平滑性三个方面对比各算法，研究表明PSOAPF算法是最适合用于机器人补料路径规划的算法。最后，基于MFC软件平台开发了一套人机界面程序，将图像处理算法和机器人补料作业路径规划算法相结合，实现了基于视觉的机器人补料路径规划的虚拟仿真；实现了机器人远程控制，并进行了机器人补料路径规划的实验研究，通过实验验证了各算法用于机器人圆周铺料作业路径规划的可行性。