本论文以国家自然科学基金NSFC (61075078)的机器人研究课题为背景,基于浙江大学智能系统与控制研究所轮式家庭服务机器人平台,针对轮式服务机器人在软件系统设计和导航规划两个问题开展了相关的研究工作,完成了如下四个方面的工作：1.设计并实现了一种模块可复用的服务机器人软件系统架构,解决了开发团队长期存在的模块耦合和开发交叉的问题,为机器人相关应用的技术积累和开发管理提供了一种借鉴思路。该架构成功应用于浙江大学智能系统与控制研究所轮式家庭服务机器人系统。2.设计并实现了一种基于通过外部文本配置的有限状态机任务处理框架。有限状态机用于任务流程的统一管理,任务本身通过文本的方式进行维护,极大地方便了软件系统的模块集成和机器人系统的任务执行。3.设计并实现了一种面向室内家居环境的轮式服务机器人导航系统。该系统由全局路径规划器(Global Path Planner)、局部运动规划器(Local Motion Planner)和路径运动平滑器(Path Motion Smoother)三个部分组成。每个组成部分都采用一个实时的闭环进行控制,并提出了基于凸多边形的机器人碰撞预测方法,实现了快速稳定、避障安全的导航功能。该系统成功应用于江大学智能系统与控制研究所轮式家庭服务机器人系统。4.提出了一种基于参数化控制的加速度连续的轨迹规划算法,并成功应用于导航系统的局部运动规划器(Local Motion Planner),是导航系统的关键组成部分。轨迹一次成功规划平均耗时0.2～0.3毫秒,实现在线运行,导航系统的长期高效运行证明了该算法的高效性和稳定性。