伴着控制技术的不断进步,轮式移动机器人越来越多地应用于智能交通、家居服务、工业生产等领域。近几年,视觉传感器凭借其低成本和获取图像信息无需接触测量等特点,与智能化运动平台相结合构成的移动机器人视觉伺服系统,成为各领域研究的热点。但由于移动机器人自身受非完整性约束和摄像机内外参数不确定性等问题,机器人视觉伺服仍面临着巨大的挑战。移动机器人非线性控制方法和基于视觉的环境感知得到了深入研究。在已有的控制策略中,机器人期望位姿和目标特征点大多是固定的。但在实际应用的复杂任务中,在人为设置任务要求或外界干扰的情况下,特征点和期望位姿有可能会发生变动,因此研究机器人期望位姿随特征点的移动而合理调整的控制方法是必要的。本文主要在以下几个方面展开研究:1)期望位姿随目标特征变化的移动机器人视觉伺服方法。本方法完成了主动移动特征点使机器人期望位姿合理调整,或者在特征点受干扰移动时需保持期望位姿与特征点相对位置固定的任务目标。在任务场景中任意设置四个坐标已知的共面特征点,然后在目标特征变动的情况下,根据视觉伺服系统坐标系关系,运用单应矩阵分解和坐标系变换得出特征点移动后期望位姿和机器人当前位姿间的变换关系。由于特征点随意移动,所以变换后期望位姿通常与机器人运动平面不一致,所以根据投影原理设计了调整后的机器人期望位姿。利用极坐标控制律驱使机器人由当前位姿运动至目标位姿处。最后根据仿真和实验结果分析了该方法的有效性。2)场景深度未知的移动机器人动态视觉伺服方法。本文设计了控制策略来解决机器人期望位姿随三维坐标未知的特征点移动而合理变化的问题。本方法在场景中增加了一台固定监视摄像机,通过机器人机载摄像机和监视摄像机拍摄的目标特征移动前后的图像,运用六自由度的单应矩阵分解得到当前位姿与特征点移动后期望位姿的变换关系。针对目标变换矩阵中深度信息未知的情况,文中对两个未知深度做了比例处理。最后通过自适应控制器驱使轮式移动机器人至目标位姿。仿真结果和实验结果证明了该方法有良好的控制性能。3)基于无线通信的两期望位姿之间视觉伺服方法。本文利用无线通信模块,在上一个方法的基础上,完成了某些实际任务所需的特征点移动前期望位姿到原始期望位姿的视觉伺服任务。在对几种无线通信模块的分析后选用两个XBeePro通信模块,设计程序进行数据的发送与接收。将上一方法中移动机器人最终期望位置设为出发点,通过仿真和实验结果得出该控制策略能够有效地将移动机器人驱动至特征点移动前原始期望位姿处。