移动机器人应用领域广泛,其中基于引导线的视觉导航是一种典型的应用。本文以两轮差动驱动的移动机器人为对象,以AS-R轮式移动机器人为实验平台,对室内移动机器人的视觉导航与避障问题进行了研究。视觉导航被分为图像处理和运动控制两大模块:1.在图像处理模块中,利用单目摄像头采集图像、获取环境信息,采用HSV颜色空间模型提取路径,通过图像坐标与世界坐标之间的坐标转换消除图像畸变产生的影响,并使用最小二乘法拟合直线,得到路径参数。2.在运动控制模块中,基于移动机器人运动学模型,设计了动态滑模控制器和最优控制器,以实现准确地路径跟踪。利用Visual C++集成开发环境实现各模块功能。实验结果表明图像处理模块实时性良好,能够鲁棒地提取出路径参数。控制器模块使机器人准确地跟踪引导线。避障是自主移动机器人的一项基本功能。针对传统人工势场法的“势场陷阱”和障碍物距离目标太近导致目标不可达问题,使用了改进的势场法。仿真结果表明,本文方法能够有效地避开障碍物趋向目标。