在未来的智能家居领域发展过程中,家庭服务机器人的应用将会越来越多。以智能家居系统为主,以服务机器人为辅,两者相互配合,满足用户对家庭生活中更多功能的需求。在家庭服务机器人的实际应用中,只有保证机器人能够进行精确地位置移动后,才能进行其他的行为,比如取物、避障和摄像等。为了使机器人的运动更加精确,本文主要做了以下几个方面的工作。第一,从结构设计、环境感知系统和无线定位等方面,分析近些年国内外的研究现状,并在此基础上对家庭服务机器人的移动结构和环境感知能力进行研究。第二,分析家庭服务机器人的运动系统结构与控制系统结构。先对它的车体结构和驱动系统进行设计。再对它的运动学和动力学进行分析,对正运动学模型和逆运动学模型进行轨迹和运动参数的分析,以提高机器人的运动轨迹精度;从动力学模型分析,得到机器人的运动参数与驱动力的关系。然后,对它的控制体系结构及相关的控制电路分析,并实现环境感知数据的采集与传送。第三,在机器人的环境感知分析中,通过从自身的定位感知到外界环境的位置及形状感知的研究,使机器人能够自动避障。在定位感知系统模型中,利用改进的卡尔曼滤波算法对无线信号进行处理,获取更加精确的信号值;与此同时,提出一种改进的k-means聚类方法进行位置计算,将多点定位中的不同三点定位出的坐标放在二维坐标系上,利用k-means算法对这些定位坐标进行误差大小聚类,当得到不同误差大小的坐标分类后,再使用邻近三边定位法的参考坐标与各个类簇质心的距离进行比较,找出距离最小的簇质心作为最终的定位坐标。当服务机器人能够实现自我定位后,对它所面临的单个障碍物情形与多个障碍物情形进行最优避障感知研究,使其能够在室内顺利的实现位置移动。第四,运用Matlab仿真软件系统和模拟实验对此机器人的避障行为和运动轨迹进行验证分析。在机器人成功避障的情况下,通过实测的位置点信息与估算出来的理想位置点信息的数据比较,证明机器人具有精确的避障能力。通过以上对家庭服务机器人运动系统结构和环境感知能力的研究,以及相应的实验分析,可以为智能家居系统的移动感知奠定基础。