路径跟踪是移动机器人视觉导航控制基本技术之一，而控制器则是实现其功能的关键所在。目前，大多数控制器都是通过软件编程，按照软件指令逐条执行的，不可避免的存在稳定性、实时性和可靠性较差的缺点，因此移动机器人控制器的开发面临新的挑战。CPLD的出现为机器人控制器的发展开辟了新的途径。本课题利用CPLD做载体，借助QuartusⅡ软件平台，设计了一个由纯硬件电路构成的专用路径跟踪控制器。该控制器配以简单的外围电路，就可以用于机器人的路径跟踪控制，它的运行不依赖软件指令的逐条执行，因此不存在传统控制器运行软件过程中许多固有的缺陷。本课题研究的移动机器人路径跟踪系统主要由视觉系统、控制系统、驱动系统三部分构成，主要是利用图像识别铺设在地面上的彩色路径的方法，通过视觉系统获取识别路径的颜色与位置特征，计算出机器人离跟踪路径的相对偏差，通过此偏差信号，控制系统来控制驱动系统运动进行实时跟踪。控制器是路径跟踪系统的核心，针对跟踪控制问题，进行了深入的研究。本课题利用基于图像的视觉伺服控制系统直接用图像特征控制执行机构运动这一特点，构成了一种基于图像特征差的视觉伺服控制算法，应用于路径跟踪控制系统中。本课题利用VHDL硬件描述语言，采用一种软件硬化的设计思路设计了控制器。根据设计流程，结合控制器要实现的功能，将控制器划分成八个模块，对每个模块进行VHDL代码描述，再应用开发系统中的各种工具进行编译仿真测试。系统采用了模块化的设计思路，为系统的设计和维护提供了方便，同时也提高了系统性能的可扩展性。在系统设计完成后，在一个具体的CPLD芯片上实现该控制器，并在此基础上进行系统实验。实验结果表明：CPLD作为单一控制器实现路径跟踪控制编程规范、时序验证方便、系统修改灵活，且基本无须改动硬件，大大提高机器人的跟踪速度，是实现移动机器人跟踪控制策略的一种有效途径。