随着工业化及城市建设的不断普及,石化、矿山、冶炼、化工等行业推动了管道的发展。管道的特殊环境要求有一种设备能够在人的遥控下进入管道完成管道内环境的侦查并实现一些管内任务,管道机器人应运而生。本文以柔性蠕动式管道机器人为研究对象,针对机器人管道环境监测、弯道通过性能、弯道识别及定位、控制策略等进行了深入研究。本文的主要研究内容如下：(1)针对柔性蠕动式管道机器人通过弯曲管道时的运动步态优化控制问题,对机器人在弯管处的驱动能力与管道曲率及机器人跨距之间的关系进行研究。通过分析机器人在弯管处的受力特征及机器人软轴失稳状态对受力特征的影响,建立机器人通过弯管时驱动能力与管道曲率及跨距关系模型。(2)提出一种两级传感器融合方法,该方法包括基于关系矩阵的检测级和基于模糊控制的决策级。采用关系矩阵理论对多个超声波传感器和红外传感器信息进行融合,以减少不同方位传感器测量同一性能指标的误差,提高所测指标的准确性；采用模糊控制理论实现管道机器人的行走和清除障碍物行为决策,使之更高效在管道中行走,并完成任务。(3)研究在封闭管道中机器人定位问题。根据摄像机在光照照射下的管道环境中的成像特点,提出一种基于视觉的弯道识别方法。基于已知地图提出一种改进的地图匹配定位方法实现机器人管内精确定位。(4)重点研究管道机器人的控制系统软硬件实现和机器人控制策略。其中控制系统软硬件设计包括机器人本体控制系统的设计和数据融合模块的软硬件设计；对于各个子系统的基本组成以及之间的关系进行详细的设计和说明。(5)针对前面提出的理论和模型,完成弯道通过性能、两级传感器融合、机器人管内定位等实验,综合评价机器人的运动性能。