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移动式机器人是一类重要的科学研究和实验研究机器人。基于视觉的移动式机器人的遥操作问题，既是机器人控制研究的重要问题，也是机器视觉研究的重要问题。基于视觉的移动式机器人遥操作系统的特性是，将人纳入到控制回路中，充分发挥人和机器人两方面的作用，可以更有效地完成空间、水下、放射性环境等危险条件的作业任务，因而具有重要的理论意义和实际应用价值。 本文以柔性两轮自平衡机器人为对象，设计移动式机器人基于视觉的遥操作系统，研究其基于视觉的遥操作功能和行为，取得了以下研究成果： 第一：移动式机器人视觉遥操作的物理系统 本文设计了柔性两轮自平衡机器人基于视觉的遥操作物理系统：包括机器人本体的视觉处理结构，控制结构，无线传输模块，混合视觉传感器和上位机的独立视觉遥操作物理结构。该系统结合移动式机器人本身的控制流程，设计了一种模拟回调函数机制的视觉遥操作控制方法(Call-Back-Stimu-Mechanism，CBSM)，使机器人能在保持自身平衡性和运动稳定性的条件下，通过基于视觉的遥控方法进行具体作业任务，完成遥操作移动式机器人的行进、急停、转向、自旋等物理实验，验证了CBSM方法的正确性和有效性。本文的移动式机器人视觉遥操作系统为机器视觉和基于视觉的遥操作方法研究提供了一个良好的系统平台。 第二：虚拟环境中的移动式机器人视觉遥操作仿真系统 本文设计了基于ODE虚拟环境的移动式机器人视觉遥操作仿真系统：包括虚拟环境中的移动式机器人，现实中的视觉检测和指令生成系统，以及两者的虚拟现实接口。在这一人机混杂的系统中，操作员通过视觉检测的方法形成视觉遥操作控制命令，进而控制虚拟环境中的移动式机器人进行相应的作业任务。本文提出了一种虚拟环境与现实环境互动的视觉遥操作方法(Virtual-to-Real)，通过对虚拟环境中机器人的进行基于视觉的遥操作实验，分析和预测实际物理环境中的相应情况。本文基于该视觉遥操方法，对虚拟环境中的移动式机器人进行了行进、急停、转向等仿真实验，验证了Virtual-to-Real方法的可行性和有效性。 第三：基于双DSP的仿生视觉系统及跟踪算法 本文设计了基于双DSP系统的仿生视觉物理系统，分为物理结构和配套软件算法。其物理结构的主要特点是：具有类似蜥蜴类亚目避役科的视觉功能，即脖颈和两眼可相互独立运动的特性，通过四组相互独立的摄像头云台，模拟蜥蜴的脖颈和眼部运动，即首先确定兴趣点所在大致区域，进而定位兴趣点所在的具体位置。这种结构可以用物理结构的优势，降低算法的复杂度和对处理器的负担，充分模拟生物搜索信息的特点。针对两类自平衡机器人实验对象，本文提出了一种改进型的Camshift跟踪算法，将原有单目视觉系统改进成为双目视觉系统。最后，本文针对两轮自平衡机器人，配合机载DSP进行遥操作视觉检测任务，进行了上位机的视觉检测和跟踪物理实验，实现了对移动式机器人的视觉遥操作控制，验证了本文所提出视觉遥操作方法的可行性。 本文的研究工作得到了国家自然科学基金(6075110)，北京市自然科学基金(4102011)北京市教委重点项目(KZ200810005002)的资助，相关研究成果已经通过国家专利局的初步审查，所撰写论文已被WCICA(EI检索)国际会议录用，取得的科研成果，对于研究机器视觉和机器人视觉操作系统问题具有积极意义和一定的参考价值。