在机器人排爆这种特殊应用场合,如何实现机器人可靠的自主导航是关键。基于机器视觉的自主导航方式与传统的GPS导航、拖线或无线遥控等引导方式相比具有行动灵活、抗干扰能力强的特点,更适合在复杂电磁环境以及户外环境中应用。但是,机器人户外作业时候,机体的姿态因环境的作用会发生摇摆,使设备的成像质量下降,导致目标方位提取不准确甚至丢失目标,直接影响导航效果。因此必须将摄像机安装在具有空间稳定功能的视轴稳定平台上,隔离机体的姿态扰动。本文首先分析了视轴稳定平台隔离机体角度扰动的原理,在理论上根据车体坐标系到视轴的角速度耦合关系,建立了载体角运动隔离方程,并根据实际情况确定了平台结构方案。然后针对平台的应用环境,从减小体积、减轻质量、提高动态性能等方面进行了机械结构的设计。由于微机电陀螺的输出信号存在噪声和随机漂移,影响平台视轴稳定回路的稳定效果。为此,对微机电陀螺的误差模型进行了分析,并利用时间序列分析方法对其进行描述,建立了随机误差的自回归模型。在此基础上分别利用滑动平均滤波和Kalman滤波进行了陀螺信号噪声抑制处理,证明Kalman滤波方法具有较好的滤波效果。为提高平台对目标的跟踪性能,并使跟踪回路具备抗短时视野遮挡的能力,引入了单机动目标跟踪的问题。首先对CA/CV模型、Singer模型和“当前”统计模型进行了分析,并利用“当前”统计模型描述了目标运动状态。然后利用基于“当前”统计模型的自适应Kalman滤波对目标的运动参数进行滤波和预测,并达到了预期的效果。论文最后进行了控制系统的设计和试验系统的搭建,在速度稳定环节采用双环路结构进行干扰补偿,实验证明具有较好的效果。同时在实验中验证了系统设计的有效性以及适用性。