为解决老龄人群和残障人士户外行动不便的问题,多功能轮椅的社会需求日益增长。多功能轮椅应具有户外出行时的自主路径规划和自主导航控制能力,因此相关的研究涉及控制系统的体系结构,多传感器信息融合,局部路径规划,全局路径规划,自动避障等多个方面的内容。本文针对助老助残轮椅室外自主导航问题,提出了融合基于百度地图的全局路径导航行为、基于视觉的局部路径导航行为和基于深度数据的避障行为的自主导航方法,在校园环境下对上述融合算法进行了测试,证明了上述方法有效性。本文主要内容包括:第一章:调查了智能轮椅国内外现状,介绍智能轮椅自主导航行为控制技术中所涉及到的关键技术,包括系统定位、信息融合、路径规划、避障问题等,介绍了本文的主要工作。第二章:介绍了智能轮椅自主导航系统,其中包括硬件框架设计和软件框架设计。以Arduino板为主控芯片,智能功率芯片BTS7960构成全桥电路,驱动直流电机,并设计了电机缓启动算法,使得轮椅行进过程中,运动控制系统控制轮椅以一种平滑、舒适的方式运动。建立了相关的系统模型,包括轮椅坐标系统模型和轮椅运动学模型。第三章:设计了基于百度地图的全局路径导航行为。利用北斗模块和电子罗盘确定智能轮椅在百度地图上的位置和姿态,计算与目标点的距离及方向角,完成全局导航行为设计,并规划了远程监视上位机,能够在远程实时观测轮椅的相关参数。第四章:设计了基于视觉的局部路径导航行为。利用中值滤波对道路图像预处理,Canny算子检测图像边缘,Hough变换提取直线,计算消失点、拟合出导航线,根据有无导航线,设计了有消失点和无消失点两种行人道跟随行为。通过对采集的深度数据进行处理,实现道路可通过度的计算,完成道路的避障行为设计。第五章:对行为竞争机制进行介绍,采用行为竞争机制对全局路径导航行为、局部路径导航行为和避障行为进行设计融合。提出了融合基于百度地图的全局路径导航行为、基于视觉的局部路径导航行为和基于深度数据的避障行为的自主导航方法,在校园环境下对上述行为融合后的算法进行测试,在直线和弯道上都证明了上述行为融合的有效性。第六章:主要是对于本文所做的研究内容进行总结,并对未来需要更加深入完成的研究进行了展望。