社会的发展和科技的进步催生了服务机器人的产生与应用。近年来,随着社会生活的改善和老龄化问题加剧,服务机器人的重要性愈发得以凸显。如何让服务机器人使用自身所佩戴的传感器感知环境信息、从起始点无碰撞地运动至目标点是移动机器人领域的一个研究热点问题。因此,论文以家庭服务机器人为对象,研究移动机器人的地图建模和运动规划技术具有理论和现实意义。论文的主要工作为:(1)分析了移动服务机器人的控制硬件系统、软件架构、运动学模型和传感器系统及其主要误差因素。(2)研究二维和三维建模问题,采用随机采样一致性算法和迭代最近点算法对影响三维建模精度的数据依次进行粗配准和精配准,提出了基于八叉树结构的三维地图增量式建模方式,提高地图的精度且减少地图数据的存储空间。(3)论文采用在已知地图的基础上进行机器人定位和运动规划研究的策略,分析了概率型定位方法,对比了粒子滤波算法相较于A*算法在机器人运动规划中的优点,给出了基于粒子滤波进行运动规划方式的改进与实现。(4)搭建移动服务机器人实验平台,设计了二维和三维地图建模实验、机器人定位和运动规划实验。通过仿真和实际实验验证了论文方法的正确性和有效性。