随着科学技术的发展以及社会需求的提高,基于手杖和导盲犬的传统导盲助航方式在效率、可靠性和适用性等方面已明显落后。为解决这个问题,越来越多的研究者开始研制各类智能导盲助航设备。服务机器人开始逐步进入医疗、清洁、安保等日常生活的各个领域,本文将服务机器人应用在导盲助航领域,旨在为视觉障碍者或者有助航需求的人提供超越传统方式的室内导航服务。本文设计了一套基于振动触觉反馈的室内导航服务机器人系统,不仅能帮助视觉障碍者克服行走障碍,也能服务正常人顺利通过复杂且视野受限的未知环境。该系统包括服务机器人平台和振动触觉反馈装置。其中,服务机器人平台是由机器人搭载体感设备Kinect、ZigBee通信模块和PC机而成。文中设计的服务机器人是一款小型履带式移动机器人,分别介绍了其机构设计、硬件设计和软件设计;体感设备Kinect摄取用户图像以获取其位置信息;ZigBee通信模块负责和振动触觉反馈装置进行无线通信,将具体的振动反馈方案传递到反馈装置。基于领导者跟随者编队模型中的l-φ控制方法,文中提出了一种服务机器人为人导航的控制算法,实现当用户使用该系统时,能以理想的相对距离和相对角度跟随服务机器人。在引导过程中,用户可以自由选择自己的线速度,其角速度则是根据振动触觉反馈适当调整。文中设计了振动手环作为反馈装置,根据用户与服务机器人之间相对距离和相对角度的具体偏差情况设计了振动触觉反馈方案,从而让用户感受到手环的振动提示以获取对应情况的调整建议。本文对室内导航服务机器人系统进行了实验。其中,服务机器人的性能实验测试了其基本运动、避障和防跌落等能力。振动触觉反馈装置测试实验验证了该装置及反馈方案的有效性。在平坦地面的路径跟随实验和崎岖路面的适应性实验均证实了系统的可行性。平坦路面的L型路径跟随实验结果显示用户偏离距离平均值约为0.17m,花费的平均时间为61s。对比拄杖实验,使用本系统具有更小的偏差距离和更短的耗时。用户的心理物理学实验结果表明了用户对系统的使用便捷性、友好性和有效性都有较高的评估。最后,文中通过干扰实验分析和验证了系统的抗干扰能力。