目前,随着社会人口老龄化速度不断增加和对健康护理需求的日益提高,研制助老助残智能服务机器人并提高老年人和有功能障碍人士的生活质量具有重要的社会意义。智能轮椅床是一种具有轮椅和床功能、可变形、可分离式的智能系统,可用以提高老年人和病残人士的自理能力以及降低护理人员的劳动强度。因此,智能床椅系统成为了助老助残服务机器人的研究热点。当轮椅与辅助床对接时,人工控制的方式要求使用者掌握熟练的操作技能,影响了用户体验度的提升。因此,自动对接成为了智能轮椅床系统的一项基本功能。本论文基于全向智能轮椅床系统平台深入研究了机器人床椅系统的自动对接算法,分别针对自动对接过程中轮椅的远程视觉导引、近程床椅对接导引和轮椅的对接控制方法进行深入研究,主要研究内容如下:1)基于人工路标的轮椅远程视觉导引方法针对智能轮椅与辅助床距离较远,不能直接利用车载视觉系统采集辅助床标志物进行对接的问题,本文提出了基于人工路标的轮椅远程视觉导引方法。首先,为了在室内大环境下准确的识别轮椅,设计了新型的人工路标;其次,给出了基于几何和颜色特征的路标识别方法。为缩小目标搜索区域并提高路标的识别效率,提出基于卡尔曼滤波(Kalman Filter,KF)的目标状态估计跟踪方法;然后,利用路标的偏转角和点线之间关系实现特征点匹配;最后,采用基于P3P的定位算法实现轮椅的远程视觉定位。实验结果表明此方法能有效的识别跟踪目标并实现轮椅的定位导引。2)基于视觉和超声波传感器的床椅近程对接导引方法针对智能轮椅床近程对接导引问题,本文提出基于视觉和超声波传感器的床椅对接导引方法。该方法分为视觉导引对接阶段和超声波导引对接阶段。在视觉导引阶段,针对自动对接过程中棋盘格角点的提取可靠性问题,提出了一种改进的棋盘格角点检测方法,将其与OpenCV中的棋盘格角点检测方法相结合后,棋盘格角点检测的可靠性优于采用单一的OpenCV中棋盘格角点提取方法。针对床椅之间的视觉定位问题,采用基于平面单应性矩阵估计轮椅与辅助床的相对位姿方法。当车载相机与辅助床标志物距离越来越小,视觉导引方法无效时,切入到超声波测距导引阶段。此时先假定视觉阶段已将轮椅调整到期望位姿,然后,根据声呐反馈调整床椅的相对距离和姿态继而实现对接导引。多次对接实验结果显示该方法在床椅的自动对接导引过程中具有有效性和鲁棒性。3)基于Mecanum轮的全向轮椅自动对接控制针对基于Mecanum轮的全向轮椅对接控制问题,本文提出了分阶段镇定对接和基于点镇定的视觉伺服对接两种方法。对于分阶段镇定视觉伺服对接控制的研究,首先根据视觉反馈信息进行姿态镇定控制。然后位置镇定控制。最后,将轮椅停泊在辅助床。对于点镇定的视觉伺服对接控制研究,首先结合视觉反馈信息获得位姿误差。然后,基于此误差构造镇定控制器。最后,利用稳定性原理证明闭环系统的稳定性。仿真和实际环境的对接实验结果显示,在不同的起始位姿状态下,利用两种镇定对接控制方法均能有效的实现控制任务。