调查表明，社会老龄化是全球面临的一个重要问题。伴随老年人人口的不断增长，与之相对应的老年人看护问题亟需解决。近些年，机器人技术的快速发展，使得越来越多的服务机器人开始走入人们的日常生活。其中，智能轮椅的发展将会有效的解决老年人的看护问题。智能轮椅的研究领域通常只关注驾驶辅助的避障问题，而事实上目标跟踪也是智能轮椅需要解决的一个问题。驾驶辅助帮助用户在轮椅行驶状况危险的情况下，为用户提供避障、紧急停车等安全保护措施。而目标跟踪为一些有独立移动能力的老人提供更加灵活的智能轮椅控制方式，还可以实时监测用户的户外活动状态。避障功能与目标跟踪功能将有效的提高智能轮椅的机动性，并为用户提供安全而又灵活的智能轮椅控制方式。如何设计一套系统可以同时解决智能轮椅的以上两个问题，并在工程上具有现实意义是一个重要的课题。　　本文围绕智能轮椅的避障与目标跟踪两个关键问题，深入研究了控制系统的结构设计、传感器系统设计、避障和目标跟踪的控制模型建立等相关问题。　　本文首先研究了控制系统的结构设计。系统需要工作在两种模式下：辅助驾驶和目标跟踪。辅助驾驶为用户提供避障功能保障轮椅行驶安全，目标跟踪需要实现目标探测以及目标跟踪中的避障功能。针对两种功能的需求，本文提出了一种基于共享控制策略（Shared Control）的控制方法，采用一套核心控制算法同时实现避障辅助与目标跟踪功能。　　之后，本文研究了传感器系统的设计。视觉传感器受光线等因素干扰严重，适用范围有限；激光传感器探测精度高，但造价昂贵，且受限于二维探测。对比之下，超声波传感器造价低廉，感知范围不局限于二维平面，并且不受室内外光线影响，但多个超声波传感器之间容易产生串声干扰（Cross-Talk）。综合考虑后，本系统设计了基于超声波传感器的环境探测系统，并提出了基于分组点火（Group-Based Fire Sequence）的超声波传感器控制方法来降低传感器系统的噪声。　　接着，本文针对智能轮椅的避障与目标跟踪功能，基于VFF控制思想，提出了智能轮椅的避障与目标跟踪方法。由于VFF方法只是一个避障框架，仅仅考虑障碍物与移动机器人的位置关系建模，不能解决智能轮椅的目标跟踪问题，更不能解决智能轮椅在目标跟踪中出现的目标丢失问题。针对轮椅控制系统的功能需求和VFF的局限，本文提出了基于VFF的共享控制框架，将传感器数据、用户输入、目标位置、里程计信息在矢量空间进行建模融合，解决了智能轮椅的避障和目标跟踪问题。　　然后，本文介绍了“交龙”号智能轮椅实验平台和控制系统软件设计。首先介绍了“交龙”号智能轮椅平台的原运动控制系统，在此基础上，详细介绍了基于STM32控制器的“交龙”运动控制系统与超声波感知系统的改造和融合，介绍了在ROS环境下，控制系统的软件开发。接着，介绍了智能跟踪机器人（Smart Human Following Robot）的研发。　　最后，通过在实验室的测试和实验数据分析以及在上海第三福利院的用户评估，验证了本系统的辅助驾驶对智能轮椅用户的日常生活的安全保障作用；验证了目标跟踪中，本文的控制方法可以有效避障，且在目标丢失时，仍可以对目标进行有效跟踪。