發(fā)布時間：2016-11-23 15:27

  本文關鍵詞：面向老人的智能輪椅的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《蘇州大學》 2015年

面向老人的智能輪椅的研究

王宇  

【摘要】：隨著老齡化程度的不斷加劇和信息社會的深入發(fā)展,提高老年人行動便捷性的智能化養(yǎng)老助老產品需求日益高漲。作為移動服務機器人的一種,智能輪椅具備較強的環(huán)境適應性、平穩(wěn)的運動控制和友好的人機交互體驗,是康復工程和助老工程中一個不可或缺的工具,具有重要的研究價值與社會意義。本文在對國內外智能輪椅研究現狀進行分析總結的基礎上,基于模塊化設計思想制定了智能輪椅的系統(tǒng)結構框架和各個模塊具體的技術方案,搭建了以ARM嵌入式微控制器為核心的智能控制硬件平臺,完成控制軟件編寫,研究開發(fā)了1臺面向老人的智能輪椅樣機。首先本文實現了智能輪椅基于CSS信號測距的室內無線定位,定位精度可達0.3-0.5m。鑒于針對室內環(huán)境下智能輪椅動態(tài)定位誤差問題研究較少,本文在闡述標準卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波及粒子濾波的基本原理的基礎上,建立相應的智能輪椅動態(tài)定位濾波模型,對減小智能輪椅動態(tài)定位誤差問題進行探討。在ARM嵌入式平臺上實現各濾波算法,實驗結果表明粒子濾波有效地克服了卡爾曼濾波與擴展卡爾曼濾波器非線性程度弱的問題,對智能輪椅動態(tài)定位優(yōu)化效果最好,經過粒子濾波的處理,實驗中智能輪椅動態(tài)定位誤差在1m以內的定位點比例可達到97.5%,相比傳統(tǒng)三邊測量定位法性能提高27.8%。其次本文設計搭建以安卓平板為交互終端的智能輪椅人機接口,從人機工程學的角度分析老年人對智能輪椅人機交互界面的實際需求,在問卷調查的基礎上,制定智能輪椅人機交互界面設計原則,在安卓平臺上設計開發(fā)了一套適合老年人心理生理特點的智能輪椅人機交互界面。最后本文實現了智能輪椅基于多超聲波測距模糊避障的室內導航,并進行了仿真實驗和現場測試。實驗結果表明,本論文研究開發(fā)的智能輪椅樣機能夠為老年人提供交互友好的人機操作界面,智能輪椅控制系統(tǒng)可以實時地響應指令輸入,基于定位及導航模塊能夠完成室內自主導航任務,具有較強的實用價值。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

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本文編號：188526