移动机器人单目视觉系统是当前移动机器人研究领域的一个热点。与人类一样，视觉也是机器人获取周围环境信息最重要的来源，它可为机器人提供如目标相对机器人的距离、方位等信息。而相较于全景和双目视觉传感器，单目视觉传感器具有结构简单、易于标定、运用灵活等特点，故研究移动机器人单目视觉系统有着非常重要的实际意义。本文研究基于单目视觉的移动机器人系统的目标识别与定位，主要涉及彩色图像分割、目标识别与跟踪、摄像头参数标定、单目视觉测距等算法。本文主要研究内容有：一、彩色图像分割，本文改进前人的颜色阈值分割算法，提出新的分割策略，可以较好的区分不同的颜色，受光照影响小，在复杂背景下通过使用FloodFill填充算法，可以去掉大部分干扰区域，取得较好的分割效果。针对待识别目标为颜色单一的物体，且场景中无过多的与目标相似的干扰物的情况，该方法将非常有效。二、目标识别，对分割出的二值图像采用边缘法提取区域轮廓，进行进一步分割，并且利用得到的轮廓计算目标的近地点，相较于传统的利用区域像素求取的方法，将减少运算时间，保证系统的实时性。三、单目视觉测距，利用几何学和摄影测量学提出基于空间几何约束的测距模型，并将地平面约束测距模型应用到机器人系统中，进行测距运算。