智能移动机器人在工业生产、军事国防、现场服务尤其是太空探索等方面有着广泛的应用前景。视觉伺服是移动机器人技术中的一个重要研究领域,对提高移动机器人的环境适应性和自主控制能力具有重要意义。移动机器人的视觉伺服控制就是利用视觉传感器的反馈信息对移动机器人进行目标跟踪和运动运动控制。对于移动机器人的视觉伺服控制技术研究,近年来已经取得了一些研究成果,但仍存在一些问题尚未得到解决。对此,本文研究了视觉伺服中机器人的视野范围约束和运动运动控制中的一些问题,主要工作总结如下:1、提出了一种基于预测控制的移动机器人视觉伺服方法,将预测控制算法引入到移动机器人的视觉伺服控制中,使用视觉特征的运动预测设计了一个多变量的基于图像的移动机器人视觉伺服控制器。研究了移动机器人的摄像机的视野范围约束问题,并设计了摄像机视野范围约束控制器。研究了移动机器人的运动控制规律,将基于有限时域模型的预测控制应用于移动机器人的视觉伺服控制系统,以此设计了移动机器人的运动控制器。2、研究了基于有限时域模型的预测控制方法,给出了一种基于有限时域模型的视觉特征一步预测控制模型和基于该预测模型的视觉伺服控制策略。建立移动机器人系统中机器人运动模型,摄像机的成像模型和参考点的运动模型,分析了这三者的运动学关系。3、研究了移动机器人视觉伺服控制的基本原理和视觉伺服控制的分类方法和相关算算法方法和相关算法,并结合移动机器人的特点分析了移动机器人伺服控制中视觉特征的识别方法。此外,还对空间中的坐标变换和摄像机的几何影射也进行了研究。本文对上述研究成果进行了仿真验证,仿真结果表明该方法在期望视觉特征所在的位姿已知的简单无障碍平面环境中使移动机器人能够快速从初始视觉特征移动到期望视觉特征,并且参考物始终能够保持在摄像机视野中。