近年来,由于人工智能、计算机技术和传感器技术的迅速发展,现代机器人技术得到了飞速发展,移动机器人是机器人学中的一个重要分支,用途广泛,一直以来是机器人研究中的一个重点。本文所研究的对象为轮式机器人,是一种典型的非完整移动机器人。论文介绍了非完整约束和切换控制的概念,系统分析了轮式机器人的结构及特征,深入研究了非完整移动机器人的关键技术,包括视觉导航、主体结构、自动行走等。论文以“飞思卡尔”半导体公司提供的单片机为基础,设计了一种在多曲线复杂路径中可以自动行走的非完整移动机器人。系统设计采用视觉导航,对摄像头采集到的路径图像进行处理,得到路径信息,然后根据路径信息对复杂路径进行分类。针对路径种类复杂,非线性变化问题,移动控制系统采用了切换控制器,根据不同路径类型的特点,自动改变机器人转向和移动速度的控制算法,不仅能控制移动机器人在多弯曲复杂路径上安全行走,更保证了转向和速度的精度,使移动机器人有效地进行了轨迹跟踪。实际的多弯曲复杂路径进行了自动行走实验,实验结果证实了所设计的移动机器人系统方案是可行的。导航系统能有效地提取路径信息,而且具有信噪比高的特点。在控制系统中,切换控制方法可以克服自动行走移动机器人系统普遍存在的路径适应性差的问题,使机器人不仅可以在各种路径中自运行走,而且可以保证机器人的速度。