本文關(guān)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(xué)》 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(huì)的深入發(fā)展,提高老年人行動(dòng)便捷性的智能化養(yǎng)老助老產(chǎn)品需求日益高漲。作為移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的一種,智能輪椅具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制和友好的人機(jī)交互體驗(yàn),是康復(fù)工程和助老工程中一個(gè)不可或缺的工具,具有重要的研究價(jià)值與社會(huì)意義。本文在對(duì)國內(nèi)外智能輪椅研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,基于模塊化設(shè)計(jì)思想制定了智能輪椅的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架和各個(gè)模塊具體的技術(shù)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(tái),完成控制軟件編寫,研究開發(fā)了1臺(tái)面向老人的智能輪椅樣機(jī)。首先本文實(shí)現(xiàn)了智能輪椅基于CSS信號(hào)測距的室內(nèi)無線定位,定位精度可達(dá)0.3-0.5m。鑒于針對(duì)室內(nèi)環(huán)境下智能輪椅動(dòng)態(tài)定位誤差問題研究較少,本文在闡述標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼濾波、擴(kuò)展卡爾曼濾波及粒子濾波的基本原理的基礎(chǔ)上,建立相應(yīng)的智能輪椅動(dòng)態(tài)定位濾波模型,對(duì)減小智能輪椅動(dòng)態(tài)定位誤差問題進(jìn)行探討。在ARM嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)各濾波算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明粒子濾波有效地克服了卡爾曼濾波與擴(kuò)展卡爾曼濾波器非線性程度弱的問題,對(duì)智能輪椅動(dòng)態(tài)定位優(yōu)化效果最好,經(jīng)過粒子濾波的處理,實(shí)驗(yàn)中智能輪椅動(dòng)態(tài)定位誤差在1m以內(nèi)的定位點(diǎn)比例可達(dá)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(shè)計(jì)搭建以安卓平板為交互終端的智能輪椅人機(jī)接口,從人機(jī)工程學(xué)的角度分析老年人對(duì)智能輪椅人機(jī)交互界面的實(shí)際需求,在問卷調(diào)查的基礎(chǔ)上,制定智能輪椅人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)原則,在安卓平臺(tái)上設(shè)計(jì)開發(fā)了一套適合老年人心理生理特點(diǎn)的智能輪椅人機(jī)交互界面。最后本文實(shí)現(xiàn)了智能輪椅基于多超聲波測距模糊避障的室內(nèi)導(dǎo)航,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本論文研究開發(fā)的智能輪椅樣機(jī)能夠?yàn)槔夏耆颂峁┙换ビ押玫娜藱C(jī)操作界面,智能輪椅控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地響應(yīng)指令輸入,基于定位及導(dǎo)航模塊能夠完成室內(nèi)自主導(dǎo)航任務(wù),具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH789
【目錄】：

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本文編號(hào)：188526