本发明属于机器人技术领域，主要涉及一种基于图像测量的移动机器人多阶段平稳自主对接方法，包括如下步骤：在移动机器人上放置AprilTag标签和摄像头，其朝向分别与捕获端和主动端相同，通过摄像头获得其它移动机器人AprilTag标签相对于自身主动端的位姿信息；通过参数设计获得改进跟踪微分器，采用改进的跟踪微分器实现对原始位姿信息的跟踪和滤波；通过轨迹规划，使两个移动机器人的对接机构趋于一条直线上，为精确对接做好准备；设计对接控制律，输入摄像头的实时反馈数据，上位机控制两个移动机器人的相对距离和姿态偏差角变量，最终实现精确对接。本发明方法通过移动机器人的自动对接，有效提升移动机器人的地形适应能力以及构型多样性。