近几十年来,机器人技术的飞速发展,随着其智能化水平不断提高,机器人正从生产领域,逐渐向生活领域发展,并且机器人在生活中有着广泛的应用前景。实现非平整路面的自主行走是机器人完成其他任务的前提。自主行走主要体现在“自主”上,其次是“行走”。它要求机器人能够识别环境并且能够稳定地在环境中行走,对环境有较强的适应力。不同于传统的示教再现的方式,本文选择了楼梯结构路面作为行走的环境,将视觉和步态规划结合起来,通过对机器人行走的运动模型建模,研究了非平整路面下仿人机器人的自主行走。首先,介绍了楼梯的特征提取等常用的边缘特征提取方法以及楼梯特征检测的方法。介绍了摄像机的成像模型以及各个坐标系之间的转化关系,研究了单目摄像机标定的方法。结合机器人的运动状况,给出了图像坐标系到摄像机坐标系,以及摄像机坐标系到世界坐标系之间的转换关系,实现机器人对楼梯的识别与定位。其次,根据机器人运动学模型,引入倒立摆模型规划出机器人行走时质心以及踝关节的运动轨迹,同时引入倾斜角度来提高攀爬过程中机器人的稳定性,利用逆运动学分析法通过求出的运动轨迹计算出各关节序列角大小。最后,利用改进的遗传算法对行走的步态参数进行优化,得到行走中的最优解。将其参数用于实体机上实现了非平整路面下机器人的自主行走。