在人口老龄化加剧的趋势下,劳动力成本逐年上升,人机共融系统受到了广泛的关注,在老年人服务、医疗辅助、物流货运等领域有着良好的发展前景。在人机共享空间内,实现对人的有效跟随和对障碍物的躲避是实现人机共融的重要前提。所以,本文针对人机之间的跟随避障协作问题,对轮式移动机器人的控制进行了深入探索。首先,进行人机系统的建模。建立单个轮式移动机器人的运动学和动力学模型,对机器人的运动特点进行准确描述。将人机跟随抽象为领航-跟随形式来建立人机跟随的系统模型,作为的人机跟随避障控制的基础。并且,对本文人机跟随系统的设计要求进行说明,为后面将人类行为规律应用于机器人控制做出合理解释。其次,根据人和人相互跟随过程中的运动特点,本文将阻抗控制方法应用到人机跟随控制中,保证跟随过程中人的舒适性和机器人的跟随可靠性。结合虚拟交互力的阻抗控制可以实现机器人模仿人类的行为动态特性,提高人机跟随系统中人的舒适性。为了解决轮式移动机器人的非完整约束问题和保证机器人的位姿误差收敛,应用双闭环控制结构对机器人分别进行运动学和动力学控制。在此基础上,融合了一种基于人类行为动力学的避障函数,将阻抗控制器扩展进行多障碍物环境下的避碰控制,此方法与人工势场方法相比具有更好的避障性能。再次,将基于距离-角度的系统模型应用于人机跟随控制,结合干扰度和危险度系数使跟随机器人模仿人在躲避行人时的动态行为。仍然使用双闭环控制结构来进行机器人的跟随动态控制,其中外环使用LQR方法进行跟踪距离和角度的控制。根据人躲避行人时的行为特点制定启发式规则,设计干预度和危险度系数进行实时规划对人的跟随角度,有效完成行人躲避和提高人机跟随的社会可接受度。最后,考虑到人机跟随系统面临实际任务的执行时,人和机器人需要保持精确的位置关系。可以应用耦合误差将机器人的位姿误差和人的位置误差相结合,然后基于耦合误差设计机器人位姿控制器,实现人机跟随系统在特定工况下的协同控制。本文将人类的行为规律和控制方法相结合,提高人机跟随系统的社会可接受度,实现机器人的跟随避障协同控制,并通过Matlab/Simulink平台对控制策略的有效性进行验证。