具有自主功能的智能轮椅可以有效增强轮椅使用的安全性和舒适性,是面向助老/助残应用的智能服务机器人的典型系统。本文开发了一个全自主的智能轮椅样机。该样机在电动轮椅的基础上,集成了包括声纳、红外、碰撞开关以及机器人视觉在内的多传感器系统,并通过车载控制器进行导航与避障。使智能轮椅能工作在手动模式、半自主模式、PC模式、全自主模式四个工作模式下,具有自主避障、避碰、防跌落、目标跟踪等功能。智能轮椅硬件上以Ti公司的DSP数字信号处理芯片TMS320LF2407A为控制器核心,具体实现了运动控制、传感器驱动、串口通讯等方面的硬件设计,包括A/D采样、D/A转换、16路通用I/O控制、和声纳控制板的总线通讯等功能,为整个系统的设计与实现打下了一个很好的硬件基础。软件上使用TI公司的DSP开发环境CCS(Code Composer Studio)来做软件开发,所有的下位机软件都用C语言来实现。软件结构设计中采用多级中断的嵌套,实现了系统的快速响应。在整个软件的设计与实现过程中,充分利用了硬件资源,考虑了工程实践性和设计效率的结合,使软件系统具有很好的性能和扩展性。智能轮椅的控制系统采用了基于行为编程的思想,用基于MotorSchema的方法来做行为设计,用基于有限状态机的方法来对任务进行描述,将智能轮椅高层的规划、决策与底层的实时控制协调一致,既保证了智能轮椅系统智能化的特点,又保证了系统在动态环境下工作的实时性。针对智能轮椅的多项关键性能进行了现场测试和实验分析。测距传感器测试实验和半自主避障实验结果表明了障碍物检测和避障控制算法的可靠性和实时性。防跌落和避碰实验检测了智能轮椅的安全性。全自主沿墙走实验综合演示了智能轮椅多个自主行为融合控制方法的有效性。