非结构化环境中工作的移动机器人能够适应复杂地形，在深空(月球)探测、军事侦察和灾场搜救等方面具有广泛的用途。本文结合非结构化环境的地形特征，根据越障过程地面接触作用运动机理的不同，从系统层面上对移动机器人进行了分类，并分别对其障碍地形下的越障运动机理展开了深入的研究。 首先，本文以移动机器人自主感知未知环境的不同角度入手，对非结构化环境的地形进行了全局概貌特征和局部构形特征的提取，在环境全局概貌特征的描述上采用了随机过程统计方法的衡量指标，对环境局部构形特征则进行了几何聚类划分的描述；进而将特征描述和拓扑结构相结合，建立了一种有效的地形特征数据模型，能很好地对非结构化的地形环境进行表述。 在对非结构化环境进行特征建模后，本文根据适应地形运动机理的不同，将移动机器人系统分成了连续接触地面和离散接触地面的两类，分别进行了样机研制基础上的相关研究。在地面连续接触运动的移动机器人样机研制方面，本文介绍了一种课题组所研制的复合结构移动机器人的设计方案，并分析了该设计方案对典型地形特征的适应性。对于地面离散接触运动的移动机器人，本文选择了在复杂地形下具有较优行走性能的拟人步行方式作为代表，规划了适应于非结构化环境特点的两足机器人运动系统结构方案。 为了对地面连续接触越障的复合结构移动机器人的行为机理进行研究，本文运用D-H规则和Sheth-Uicker运动分析相结合的方法，在海拔垂直运动平面内建立了考虑地形障碍特征参数的复合结构移动机器人越障运动模型，分析了该机器人在越障过程中的复杂运动特性，并开展了障碍地形下的平稳越障运动规划研究，同时进行了数值仿真和虚拟样机仿真，说明了理论模型的正确有效，为控制复合结构移动机器人安全平稳地越障提供了理论基础，起到了指导作用。 在地面离散接触运动的两足移动机器人方面，本文根据非结构化地形的特点，在观察了解人类行走特征的基础上，从仿生运动角度提出了拟人的越障步态参数，采用Bezier方法研究了单一地形障碍下两足机器人自适应越障的步态规划问题，进而针对起伏多变的地形环境建立了基于BSpline原理的两足机器人仿生越障步行模式，并为保证连续平稳越障步行进行了运动特性的规划。通过仿真