在人口老龄化背景下,康复辅助机器人成为机器人领域研究热点与重点,但依然存在场景化功能缺失与安全性问题。为满足老年人、下肢行动不便残障者使用诉求,针对智能家庭、养老中心、医院等应用场景,研究面向日常生活移乘辅助行为的多福祉机器人及其柔顺化控制,成为解决助老助残问题的重要科学技术手段。本文以自主研发的多种福祉机器人为对象,针对机器人结构特点、运动学与动力学建模、移乘运动规划、人机交互与智能控制等方面开展了较为深入研究,为福祉机器人应用及其安全化日常生活行为辅助奠定基础。论文主要研究工作包括:(1)为弥补传统康复辅助机器人场景化功能缺失,以下肢行动不便者在日常生活中起床、站立、排泄等安全移乘为研究目标,基于五台福祉机器人与分布式传感器网络建立了助老助残智能房间,为移乘行为提供服务平台,为助老助残日常生活行为辅助提供一种新型解决范式。(2)针对安全起床-入座移乘行为辅助,建立起床-入座移乘的人机共融位置模型与系统运动规划方法,为其智能控制策略研究奠定了基础;采用基于位置补偿的三维人体入座二连杆模型准确计算移乘坐点;结合物体分割及类圆检测技术的轮廓识别算法,提出了基于多约束轮廓的双层联合概率数据关联算法,该方法为解决肢体混淆、大面积躯干遮挡、复杂环境干扰情况下移乘者动态位姿识别提供了高鲁棒解决方案。最终,提出基于移乘者动态位姿的机器人随动控制方法,通过实验证明提出方法的正确性与可行性。(3)针对柔顺化站立-行走移乘行为,提出站立-行走移乘规划方法,该方法确保安全移乘前提下,基于使用者动态意图柔顺地控制机器人全方向辅助行走。为准确识别任意步行方向意图,且解决数据规则的稀疏特性问题,提出基于规则进化策略的距离性模糊推理算法;为减少不同交互习惯、非稳定模糊规则造成的推理误差,采用规则进化算法与知识半径算法联合自适应优化模糊规则库,通过移乘实验证明该算法有效提升了动态意图识别的自适应性与精度。(4)针对安全站立-行走移乘行为,提出基于节点迭代模糊Petri网的非接触式异常行为识别方法。为有效提取多种异常行为动态特征,基于步行意图偏离参数、身体倾斜角度与动态频率建立双臂-躯干-步态的协调状态特征值。将节点迭代策略引入模糊Petri网算法,生成含自适应优化节点的网络点燃机制,实验证明该方法有效提升了多种异常行为识别的自适应性、识别精度与移乘安全性,同时该非接触式识别方法具有普适性与便捷性,可以被应用于所有类似结构的机器人中。(5)为验证移乘方法的安全性、可行性和有效性,基于多福祉机器人系统实现对多移乘任务叠加的复杂行为辅助实验。从人体内部因素与外部因素出发综合评估移乘安全性,通过对不同难度等级移乘任务的压强信号、肌电信号和脑血氧信号对比分析,验证了本文提出的起床-入座移乘与站立-行走移乘方法可以提升移乘者的安全性。同时,面向多移乘行为的多福祉机器人柔顺化交互控制方法对于医院、家庭等助老助残场所有着良好的推广性。