自主机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统,体现了信息技术与人工智能技术的发展水平。随着计算机和人工智能技术的发展,自主机器人正朝着高速、高精度、开放化、智能化、网络化发展。特别是在某些特殊的场合下,如井下作业、管道检修,若以自主机器人代替人工作业,不但能够保障人身安全、降低劳动强度,而且能够提高经济效益,给人类社会带来极大方便。自主机器人首先需要像人类一样感知周围环境,然后根据周围环境信息做出综合决策,并对自己的运动做出合理的规划,即路径规划问题。机器视觉能够为机器人提供较为丰富、较全面的环境信息,将它引入自主机器人的路径规划中,将会大大提高路径规划的效果。论文以自主机器人为研究背景,研究了以机器视觉感知导航线和障碍物,能够自主导航并避开障碍物的图像处理、目标定位、路径规划、决策控制等相关问题。论文分析研究了机器视觉图像预处理的相关算法;分析比较了多个微分算子在边缘检测中的效果,采用Roberts算子进行边缘检测,提取出导航线以及障碍物的轮廓;根据摄像机的投影模型,提出一种基于等空间间距采样的几何定位方法,利用几何关系对障碍物进行定位。为了研究路径规划算法,自主研发了履带式自主机器人。论文介绍了履带式自主机器人系统的总体设计方案;介绍了机械平台的设计流程以及加工、制作、安装、调试全过程;介绍了以DSP为核心的各个电路模块的设计方案与制作过程;搭建了完整的履带式自主机器人硬件平台;介绍了系统软件的设计思想,给出了软件模块的流程图。通过对履带式自主机器人的运动及转向数学模型的分析,依据导航线的识别以及障碍物的定位,设计了自主寻迹策略和模糊避障策略。最后,在履带式自主机器人平台上验证了路径规划算法。