随着移动机器人的快速发展,目标跟随技术因对移动机器人关键技术的研究和发展具有重大推动作用,而成为当今研究的热点之一。同时,随着人们对老年人以及残障群体等行动不便人群关注度的增加,轮椅的智能化程度不断提高,智能轮椅的研究逐渐成为服务型机器人领域的一个重要方向。本文针对实际应用场景,设计了一种具有自主跟随功能的智能轮椅系统,能识别目标人员与障碍物,并准确跟随目标人员。该轮椅系统可辅助护理人员对行动不便人士进行看护,减轻护理人员的看护负担。主要研究内容包括以下几个方面:(1)针对本课题的实际需求,提出了轮椅跟随系统的技术方案。设定了轮椅的三种模式,即自主跟随模式、遥控模式和操纵杆控制模式。设计了轮椅系统的硬件架构,对轮椅平台、处理器和传感器等关键部件进行选择,并设计了相应的外围电路,同时对原有的轮椅控制器进行改进,完成了轮椅硬件系统的搭建。(2)提出了一种基于激光测距雷达和无线信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位的目标识别与定位算法。利用激光测距雷达探测环境信息,对采样点进行分簇,并过滤掉采样点很少的簇,接着对簇进行特征提取,根据特征设置阈值再次进行过滤。然后采用自适应参数标定的RSSI定位方法对目标人员进行定位。利用D-S证据理论将RSSI定位结果与激光测距雷达的探测结果进行融合,实现对目标的准确识别与定位。同时,设计了一种基于模糊控制的轮椅运动控制策略,将轮椅的自主跟随与避障进行综合决策。对模糊控制器的隶属度函数和模糊控制规则进行了详细设计。并针对可能发生的异常情况,提出了一种基于超声波传感器的紧急避障处理方法,提高系统的安全性。(3)设计了软件系统的总体结构和各部分之间数据传输时的通讯格式。将软件系统分为三个部分:基于STM32的环境感知与数据处理程序,基于ATmega328P的轮椅控制程序以及Android手机端APP。并对这三部分进行了详细设计,实现了轮椅系统的软件部分。(4)通过目标识别与定位实验和自主跟随与避障实验,对目标人员识别结果以及不同场景和多人员干扰时轮椅的跟随避障效果进行分析,实验表明本文设计的轮椅系统能准确识别目标人员,对目标人员具有良好的跟随效果,并能在跟随过程中准确避开障碍物,在异常情况下进行紧急避障。