智能轮椅控制系统研究

合集下载

基于ARM的智能轮椅嵌入式控制系统研究的开题报告

基于ARM的智能轮椅嵌入式控制系统研究的开题报告

基于ARM的智能轮椅嵌入式控制系统研究的开题报告一、课题背景随着人口老龄化的加剧和残障人士数量的不断增加,智能化轮椅的需求日益增加。

智能轮椅作为一种能够满足残障人士日常出行、工作和生活的特殊设备,能够帮助残疾人实现自主出行,提高他们的自我管理和生活品质。

为此,本课题研究基于ARM的智能轮椅嵌入式控制系统,旨在设计一种能够实现轮椅智能化控制、自主导航、避障等功能的系统,从而提高残障人士的生活质量。

二、研究意义本课题的研究意义有以下几个方面:1. 提高残障人士生活水平:智能轮椅能够实现自主导航、避障等功能,帮助残障人士实现自主出行和生活,提高他们的生活质量。

2. 推动智能化轮椅的发展:随着现代科技的不断发展,智能轮椅已成为一种发展趋势。

本课题的研究将有助于推动智能化轮椅的研发和推广,为残障人士提供更好的服务和支持。

3. 推广嵌入式系统技术:本课题设计的智能轮椅嵌入式控制系统,将涉及到多种嵌入式技术的应用和开发,有助于推广和发展嵌入式系统技术。

三、研究方法本课题的研究方法主要包括以下几个方面:1. 参考现有的智能轮椅控制系统设计方案,结合实际需求和技术发展趋势,制定本课题的系统设计方案。

2. 采用嵌入式系统开发平台,如ARM嵌入式处理器等,开发系统核心部件。

3. 利用现代优化算法和控制理论方法,对系统进行智能化控制和优化。

4. 运用系统测试技术和现代信号处理算法,对系统进行仿真和测试。

四、研究预期成果本课题研究的预期成果有以下几点:1. 设计一种基于ARM的智能轮椅嵌入式控制系统,实现轮椅智能化控制、自主导航、避障等功能。

2. 针对智能轮椅的特殊需求,提出一种优化控制算法,实现轮椅智能化控制和优化。

3. 提供系统测试和仿真结果,验证系统的可行性和可靠性。

五、研究计划本课题研究计划分为以下几个阶段:1. 系统需求分析和设计,制定系统设计方案。

2. 嵌入式系统开发和智能化控制算法研究。

3. 系统测试和仿真,对系统进行性能测试和优化。

基于STM32的智能轮椅硬件设计及控制系统

基于STM32的智能轮椅硬件设计及控制系统

总之,基于STM32智能家居系统的硬件设计需要充分考虑各组件的选型、电路 设计、电源和通信接口等因素,以确保系统的稳定性和可靠性。
参考内容二
智能家居控制系统设计
在基于STM32的智能家居控制系统中,我们首先需要选择适合的STM32型号, 并根据实际需求设计硬件和软件部分。在硬件方面,除了STM32微控制器外, 还包括各种传感器、执行器以及通信模块等。在软件方面,我们需要编写程序 来控制硬件设备,实现各种智能家居功能。
2、硬件模块
(1)电机驱动模块
智能轮椅需要电机驱动才能实现移动。本次演示选用无刷直流电机作为驱动对 象,采用电子调速器(ESC)进行控制。STM32通过PWM信号控制ESC,从而控 制电机的转速。为了保护电机和ESC,需要加入电流和电压检测模块,并将检 测信号通过ADC接口传入STM32。
(2)传感器模块
2、人机交互
人机交互方面,本次演示设计了一套基于触摸屏和按键的控制界面。控制界面 可以显示当前轮椅的状态信息(如速度、电量等),同时用户可以通过触摸屏 或按键对轮椅进行控制(如前进、后退、转向等)。另外,为了方便用户使用,
还加入语音识别和语音合成功能,用户可以通过语音控制轮椅(如“前进”、 “后退”等)。
硬件设计中还需要包括执行器的选择。执行器是智能家居系统的另一种重要组 件,用于控制家居设备的开关、调节设备的运行状态等。常见的执行器包括继 电器、步进电机、舵机等。本次演示选取了继电器和舵机作为执行器,通过 STM32单片机的GPIO口控制。
在硬件设计中,还需要考虑电源、通信接口等因素。电源是整个智能家居系统 的动力来源,需要根据系统各组件的功耗情况选择合适的电源。通信接口是系 统各组件之间进行信息交换的通道,可以选择有线或无线通信方式,如 Zigbee、WiFi等。

动力轮椅车的智能化控制系统开发与应用

动力轮椅车的智能化控制系统开发与应用

动力轮椅车的智能化控制系统开发与应用随着科技的不断进步,智能化控制系统的应用越来越广泛,包括了很多领域,其中之一就是动力轮椅车。

动力轮椅车的智能化控制系统的开发与应用,旨在为残疾人提供更加便捷、舒适和安全的交通工具。

本文将介绍该系统的开发原理、主要功能以及应用场景。

智能化控制系统的开发是一个复杂而严谨的过程,需要结合机器人技术、传感器技术和嵌入式系统等多个领域的知识。

首先,开发团队需要设计一个可靠的控制算法,以确保动力轮椅车的运动稳定性和安全性。

这需要对车辆动力系统进行建模,通过数学模型来描述车辆的运动特性,并利用传感器获取实时数据进行反馈控制。

另外,系统还需要具备自主避障和自动导航功能,以提供更加智能化的使用体验。

动力轮椅车的智能化控制系统具备多项主要功能。

首先,它可以根据用户的指令实现自主导航。

通过搭载GPS导航模块和惯性导航系统,系统可以获取当前位置和目标位置信息,进而规划最佳路径,并自动引导车辆前往目的地。

其次,该系统还可以实现智能避障功能。

通过激光雷达和摄像头等传感器,系统能够检测到前方的障碍物,并及时采取避让或刹车等措施,确保用户的安全。

此外,智能化控制系统还可以根据用户的需求,实现自动调节车辆速度和座椅角度等功能,以确保用户的舒适性和便捷性。

智能化控制系统的应用场景多种多样。

首先,它可以广泛应用于医疗机构和康复中心,为行动不便的患者提供便捷的交通工具。

通过智能化控制系统的帮助,患者可以自主前往医院或康复中心,减轻家庭成员的照顾压力。

另外,智能化控制系统也适用于老年人群体。

随着老龄化社会的到来,越来越多的老年人出行需求增加。

智能化控制系统可以根据老年人的健康状况和需求,提供个性化的交通解决方案,增加他们的生活质量。

此外,智能化的轮椅车还可以在公共场所和商业中心等场景中应用,提供给临时需要的人们快捷的出行方式。

当然,动力轮椅车的智能化控制系统的开发和应用也面临一些挑战。

首先,技术层面上存在一些难点,比如控制算法的设计和优化、传感器的准确性和可靠性等。

智能轮椅语音控制系统的电路设计的研究

智能轮椅语音控制系统的电路设计的研究
2语 音识 别 的基 本 原 理 .
本 设 计 为实 现 用 语 音命 令 控 制智 能轮 椅 的前 进 、 退 、 拐 、 拐 、 后 左 右 停止运动。主要实现 了语音命令 的识别 : 前进 , 后退 , 左拐 , 右拐 , 停止 。 识别出结果 , 输出相应的语音 , 执行相应的动作 。
工具 , 随着人工智能和机器人技术的发展 , 智能轮椅 的研发也逐渐开展 起来 。 智能轮椅的核心技术之一就是要实现 与使用者和谐 交互 的技术 , 语音交互是一种最方便的交流方式 , 适合于大多数使用者。因此 , 研究 智能轮椅的语音识别 , 开发实用的智 能轮椅 语音识别 、 控制 系统 , 对于 智能轮椅的普及与应用 意义重大 。
科技信 富 .
高校 理科 研 究
智 链轮 槁语 音控 制系 统 的 电 路i 计硇 研 穷 殳
中北 大 学信 息 与通信 工程 学院 王 霞英 王福 明 孟 廷 豪 管敏 杰 李红 兰
要 ] 智 能机 器人 的 服 务 领 域 里 面 , 能轮 椅 是 一 个很 重要 的应 用 , 目的是 帮助 老 年 人 与 残 障人 , 高他 们 的行 动 自由度 , 在 智 其 提 能 重新融入社会 。随 着路径规划技 术、 语音识别技术 、P 模拟技术 、 SI 信息融合技 术等 高科技的发展 , 轮椅功能发生 了根本性的革命, 通 过 语 音 识 别和 电机 的 驱 动 模 块 , 具有 自主 避 障手 动 控 制 等 功 能 。 [ 关键词 ] 语音识别 电机驱 动模块 人机 交互
IB O 9端 口控制动力 电机 的正转和反转 ,从而控制轮椅 的前进 和后退 ; 用 I B 0 I B 1 曰控制方 向电机 , O 1和 O 1端 从而可以使轮椅拐弯。 动 力驱 动 由后 轮驱 动 实 现 , 责 轮 椅 的直 线 方 向运 动 , 负 包括 前 进 和 后退 , 后轮驱动电路是一个全桥驱动电路 , 图 2所示 : I B 如 当 O 8为高 电 平 、O 9为低 电平 时 Q1 Q IB 和 4导 通 , 2和 Q Q 3截 止 ,后 轮 电机 正 转 , 小 车前进 ; 反之当 I B O 8为低 电平 、O 9为高电平 时 Ql Q IB 和 4截止 , 2和 Q Q 3导 通 , 轮 电 机 反转 , 车倒 退 ; 当 I B 、 9同为 低 电 平 时 Q 、 后 小 而 O 8I OB 1 Q 、 3和 Q 2Q 4都截止 , 后轮电机停转 , 小车停止运明白你 说什 么 , 这是人们长期 以来梦 寐以求的事情 。 语音识别 以语音为研究对象 , 它是语音信号处理的一个 重 要研 究 方 向 。 音 识 别 系 统 本 质 上 是一 种 多 维 模 式 识 别 系 统 。 与一 语 它 般的模式识别 系统类 似, 包括语音 预处理 、 语音特征提取 、 语音模式库 和语音模式 匹配等基本单元, 如图 1 所示l J I 。

智能轮椅运动控制系统开发

智能轮椅运动控制系统开发

智能轮椅运动控制系统开发
随着人口老龄化趋势的加剧,智能轮椅作为重要的辅助设备,逐渐成为解决老年人和残障人士出行难题的重要工具。

智能轮椅运动控制系统的开发,将为用户提供更舒适、安全、便捷的出行体验。

智能轮椅运动控制系统的核心是通过智能化技术实现对轮椅的自动导航和运动控制。

该系统采用传感器、摄像头、定位系统等多种技术手段,实时感知周围环境和用户的需求,从而智能地规划轮椅的运动路径和速度。

在轮椅的自动导航方面,智能轮椅运动控制系统能够通过激光雷达、红外线传感器等装置,实时监测周围障碍物的位置和距离,并基于这些信息进行路径规划。

当轮椅接近障碍物时,系统能够自动减速或停止,以确保用户的安全。

此外,智能轮椅运动控制系统还具备用户体征检测和智能识别功能。

通过心率、体温、呼吸等生理参数的监测,系统能够准确判断用户的健康状况,并根据用户的需求和能力调整轮椅的运动方式。

同时,系统还能通过人脸识别、语音识别等技术,实现与用户的智能交互,提供个性化的服务。

为了确保智能轮椅运动控制系统的稳定性和可靠性,开发团队还需要对系统进行全面的测试和优化。

在测试阶段,团队将通过模拟不同场景和情况,对系统的各项功能进行评估和验证。


时,团队还将持续收集用户反馈和意见,不断改进系统的性能和用户体验。

总之,智能轮椅运动控制系统的开发将为老年人和残障人士带来巨大的福利。

它不仅能够提供更加智能化的导航和运动控制功能,还能通过用户体征检测和智能识别,为用户提供个性化的服务。

未来,随着技术的进一步发展和创新,智能轮椅运动控制系统将不断完善,为用户提供更加便捷、安全、舒适的出行体验。

智能轮椅调研报告

智能轮椅调研报告

智能轮椅调研报告智能轮椅调研报告一、引言智能轮椅是将现代科技与传统轮椅结合的一种新型产品,它以人工智能技术为核心,实现了轮椅自动化、智能化控制,提供更加便捷、安全和舒适的出行体验。

智能轮椅的出现,不仅为行动不便的人群提供了更好的生活方式,也为社会的无障碍出行做出了贡献。

本报告旨在对智能轮椅进行调研,并分析其发展趋势和市场前景。

二、智能轮椅的运行原理与功能智能轮椅通过搭载传感器、控制系统和电动驱动器等设备,实现了自动导航、避障、平衡稳定等功能。

其中,传感器主要用于感知环境信息,控制系统则负责分析处理传感器数据,并根据需要控制电动驱动器进行相应的动作。

智能轮椅的主要功能如下:1. 自动导航:智能轮椅可以利用激光导航、摄像头图像识别等技术,对周围环境进行感知,并根据预设的路线进行自主导航。

2. 避障与防撞:智能轮椅内置传感器可以检测到前方障碍物,并通过控制电动驱动器实现避免碰撞。

3. 平衡稳定:智能轮椅采用了先进的平衡控制技术,可以保持水平平衡,提供乘坐者更加稳定的行驶体验。

4. 人机交互:智能轮椅配备了触摸屏、语音识别等人机交互设备,使得操作更加便捷,乘坐者可以通过语音或触摸屏控制轮椅的行进和停止。

三、智能轮椅市场现状及发展趋势目前,智能轮椅市场主要集中在发达国家,如美国和日本等。

在这些国家,智能轮椅已经广泛应用于医院、养老院和个人家庭等场所。

而在我国,随着老龄化进程的加快以及人们生活水平的提高,智能轮椅市场也开始逐渐崭露头角。

未来智能轮椅市场的发展趋势主要有以下几点:1. 技术创新:随着人工智能和机器学习等技术的不断发展,智能轮椅的性能和功能将不断提高,为用户提供更加便捷、安全和舒适的出行体验。

2. 多元化需求:随着用户需求的不断变化,智能轮椅的种类和功能将日益多样化。

例如,一些用户可能需要长时间坐在轮椅上,因此对座椅舒适性和体位控制的要求会更高。

3. 社会支持:智能轮椅的普及和推广需要社会的支持和认可。

智能轮椅的研究现状与发展趋势

智能轮椅的研究现状与发展趋势

智能轮椅的研究现状与发展趋势
字数够用
一、研究现状
智能轮椅是智能技术与物理康复技术领域的新兴应用,它是一种能够
自主行走和掌握环境的智能康复技术,能够帮助残疾人恢复行走能力,让
残疾人得以安全、舒适、自主地完成室内外的实际行为。

智能轮椅的应用具有广阔的前景:1)可以帮助残疾人恢复行走能力,使长期依赖他人进行行动的残疾人实现更加自主的行动。

2)通过智能轮椅,可以增强残疾人对周围环境的操控能力,让残疾人能够参与到室内外
的社会活动当中,提高残疾人的生活质量。

3)智能轮椅可以实现更少负
担的移动,为残疾人提供更舒适、更安全的环境。

至今,人们经过大量研究,取得了一些成果,主要表现在以下几个方面:
1)轮椅机器人技术的发展。

近年来,智能轮椅机器人技术发展迅速,出现了相应的动作控制系统,悬浮控制系统,智能辅助导航系统等,为残
疾人的移动提供新的便捷方式。

2)嵌入式系统和传感器技术的发展。

嵌入式系统可以实现智能轮椅
的多功能控制,传感器技术可以检测室内外环境变化,使智能轮椅更好地
适应环境变化。

动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统开发与应用

动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统开发与应用

动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统开发与应用随着科技的不断进步,智能化控制系统在各个领域的应用已成为一种趋势。

在医疗保健领域,特别是为行动不便的人群提供便利的移动解决方案方面,动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统具有巨大的潜力。

本文将探讨动力辅助手动轮椅车智能化控制系统的开发与应用。

一、动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统概述动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统主要由硬件和软件两部分构成。

硬件部分包括轮椅车的电机、传感器、功率控制器等设备,用于实现智能化的传感、运动和控制功能。

软件部分则负责数据处理、算法运算和控制指令的生成,实现对轮椅车运动的智能化控制。

二、动力辅助手动轮椅车智能化控制系统的开发1. 硬件设计在硬件设计方面,需要考虑轮椅车的载荷能力、电池容量、电机功率等因素,以确保系统的可靠性和稳定性。

同时,需要选用合适的传感器,如倾斜传感器、压力传感器等,以获取轮椅车的运动状态和使用者的需求。

此外,还需要设计适合安装的机械结构,以便轮椅车的电机能够与轮椅车连接并提供辅助动力。

2. 软件开发在软件开发方面,首先需要采集传感器数据,并进行数据处理和滤波,以获得准确的运动状态。

接下来,需要设计运动控制算法,以根据使用者的动作指令和环境条件来控制轮椅车的运动。

常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。

最后,将控制指令通过无线通信或有线传输发送给轮椅车的电机,实现智能化的动力辅助功能。

三、动力辅助手动轮椅车智能化控制系统的应用1. 自主导航动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统可以通过激光雷达、摄像头等感知设备获取周围环境的信息,并配合SLAM算法实现自主导航功能。

使用者只需在目的地附近操作对应的按钮或手柄,轮椅车将根据实时的环境感知和路径规划进行自主导航,避开障碍物,并安全到达目的地。

2. 智能遥控动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统还可以通过智能手机等终端设备实现智能遥控功能。

使用者可以通过手机上的App或者虚拟现实设备操控轮椅车的运动,同时还能通过实时视频传输了解轮椅车周围的环境情况,有效提高使用者的操作便利性和安全性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2019, 9(6), 1216-1222Published Online June 2019 in Hans. /journal/csahttps:///10.12677/csa.2019.96136Research on Intelligent WheelchairControl SystemTianping Zhang1,2, Yijian Gong11School of Information Engineering, Wuchang Institute of Technology, Wuhan Hubei2School of Logistics Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan HubeiReceived: Jun. 10th, 2019; accepted: Jun. 21st, 2019; published: Jun. 28th, 2019AbstractWheelchairs, as an important means of transportation, play an important role in daily life for people with mobility disabilities, including the elderly or the disabled. How to design a better in-telligent wheelchair, effective wheelchair control scheme and interactive operation mode is of great significance to provide more efficient and safer travel services for people with mobility dis-abilities. This paper studies the wheelchair control structure, wheelchair control mode, wheel-chair status monitoring, and provides an effective basis for caring for the elderly.KeywordsIntelligent Control, Intelligent Alarm, Safety Monitoring智能轮椅控制系统研究张天平1,2,龚义建11武昌工学院信息工程学院,湖北武汉2武汉理工大学物流工程学院,湖北武汉收稿日期:2019年6月10日;录用日期:2019年6月21日;发布日期:2019年6月28日摘要对于包括老年人或者残疾人在内的行动不便人群,轮椅作为重要代步工具,在日常生活中扮演着重要的角色。

如何设计出更好的智能轮椅,以及有效的轮椅控制方案和交互操作方式,为行动不便人群提供更加高效、更加安全的出行服务具有十分重要的意义。

本文研究了轮椅控制结构、轮椅控制模式、轮椅状张天平,龚义建态监测,对关爱老人服务方面提供了有效的依据。

关键词智能控制,智能报警,安全监护Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言现有的智能轮椅控制器控制形式单一,大多通过操纵杆、按钮等传统设备对轮椅进行控制,缺乏智能性,且控制接口封闭,加大了外部控制信号接入轮椅的难度。

鉴于此,研发多模式控制的智能轮椅控制系统,为行动不便人群提供宜人的轮椅设备就显得尤为重要。

同时,考虑到轮椅运行的安全状态,将开展主动介入式控制和轮椅状态监测的研究。

鉴于需要智能轮椅做实时的健康监护,考虑到能耗问题,我们使用电动轮椅自带的蓄电池为智能移动系统供电,有效地解决了长期监护能量消耗过大的问题。

2. 多模式轮椅控制器现今的人机交互方式多种多样,随着传感器技术的发展,智能感知设备也越来越多,因此设计一款开放接口的智能轮椅控制系统具有极大的应用价值。

但目前各种传感器和感知设备的智能性还不足,单一的采用外部的感知设备实现轮椅的智能控制还有一定难度,同时安全性也难以保证。

针对这些问题提出一种多模式的轮椅控制方法,在现有电动轮椅的基础上,加入语音、手势和手机遥控等控制方式,增强轮椅的可交互性,提高轮椅的智能性。

2.1. 轮椅控制器结构轮椅控制器结构包括微控制器、主动控制模块、外部信号控制模块、报警与显示模块和电源模块,轮椅控制器结构框图如图1所示。

主动控制模块包括操纵杆、开关按钮和调档按钮;外部信号控制模块包括无线通信模块和外部感知设备,外部感知设备可实时监测轮椅周围的环境情况,将此情况进行分析后通过无线通信模块对轮椅进行智能控制,并且在出现异常情况时,将异常信息通过无线通信模块发送到微控制器;轮椅状态监测包括轮椅速度检测模块和加速度传感器模块,结合轮椅速度和加速度信号可以判断轮椅的运行状态是否异常,如速度过快、轮椅翻倒等;微控制器结合轮椅周围环境的异常和轮椅运行状态异常进行分析,进而判断轮椅当前是否可能处于危险情况,然后通过报警显示模块对轮椅使用者进行提醒,避免危险的发生[1]。

2.2. 轮椅控制模式轮椅有两种控制模式:主动控制模式,使用者通过操纵面板手动控制,操纵面板上设有按钮和操纵杆;智能控制模式,通过外部环境传感器采集的信号自动控制;启动轮椅时自动进入智能控制模式;智能控制模式下,实时判断是否存在异常情况,若存在,则报警,提醒使用者进行主动操控;在使用者对操纵面板有输入信号时进入主动控制模式;主动控制模式下,在一段时间内操纵杆信号的幅度均小于预设的幅度阈值,则自动切换为智能控制模式。

张天平,龚义建Figure 1. Structure diagram of wheelchair controller 图1. 轮椅控制器结构框图异常情况包括:1) 信号传输异常,即外部环境传感器采集的数据与主控模块之间的信号传输出现异常;2) 外部环境传感器数据异常,即外部环境传感器采集的数据失真,或者根据采集的数据组成判断当前环境过于复杂;3) 轮椅运行状态异常,即轮椅速度过快或倾斜角度过大[2]。

信号传输异常具体判断方法为:外部环境传感器与主控模块之间无线连接;查询无线连接的信号强度值R ,若R 小于阈值Rthres1则判断信号传输异常;若R 在阈值Rthres1和阈值Rthres2之间,且在时间段T 内此状况发生的次数K 大于阈值Kthres ,则判断信号传输异常。

外部环境传感器数据异常具体判断方法为:外部环境传感器包括超声波测距传感器、红外测距传感器和摄像头;将超声波测距传感器和红外测距传感器采集的障碍物距离相比较,当得到的障碍物距离差值大于预设的距离差阈值,则判断外部环境传感器数据失真异常;当采集的障碍物距离过近,障碍物数量过多,则判断环境过于复杂异常。

主动控制模式下,在一段时间内操纵杆信号的幅度均小于预设的幅度阈值,则自动切换为智能控制模式,具体判断方法为:获取操纵杆2个控制方向的模拟信号x 和y ,分别计算x 和y 与预设的各自的中位信号mx 和my 的差值;判断在一定时间范围内,所述的差值均在规定的阈值范围内,则切换为智能控制模式。

通过蓝牙与其他控制设备进行通信,在此项目实施中主要是智能手机通过蓝牙与轮椅进行连接,通过手机APP 的操作来控制轮椅。

结合轮椅控制APP ,可实现语音控制、手势控制和智能遥控,另外轮椅的控制方式后续还可进一步扩展,通过其他的一些外部智能感知设备进行控制,可选的控制方式如下:1) 语音控制:通过调用第三方的语音识别接口并针对轮椅控制应用进行设计,可实现对“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“停止”等控制命令的准确识别。

对于那些不方便操作轮椅的老年人或残疾人来说,此语音控制轮椅的方式可极其方便的满足他们的行动需求。

2) 智能遥控:使用者可以操作手机APP 上的控制面板对轮椅方向进行控制,同时还可以对轮椅速度进行调整。

另外,使用者还可以通过操控手机的倾角来控制轮椅的方向和速度,手机上的重力传感器可以计算出手机倾角,并通过算法映射为轮椅的方向和速度。

3) 手势控制:使用者佩戴的手势识别装置可对所设计的几种特定手势进行准确识别,然后将这些手势映射为轮椅的控制命令,当手势识别装置准确识别到相应的控制手势时,通过蓝牙给手机APP发送相张天平,龚义建应的控制命令,经手机APP进一步处理后来控制轮椅。

4) 扩展外接设备:后续可以增加更多外部感知设备,如摄像头、超声波传感器、压力坐垫等,对轮椅周围环境和人体坐姿状态进行监测,对一些异常状况进行识别,进而实现对轮椅的智能控制,增加智能轮椅的安全性。

5) 主动控制:本轮椅除了这些智能控制方式外还保留了操纵杆这一传统控制方式,并做了进一步改进。

一般情况下轮椅可通过外部感知设备来获取轮椅周围的情况,通过蓝牙模块实现轮椅的智能控制。

而当蓝牙连接不稳定、外部设备存在盲区或感知数据异常控制系统难以进行决策时,使用者可迅速介入,操作操纵杆来主动控制轮椅的运行状态,以避免危险的发生。

该研发的多模式轮椅控制,经实验检测,具有的性能如表1所示:Table 1. Multi-mode wheelchair control performance表1. 多模式轮椅控制的性能准确率语音控制97.4%手势控制99.1%响应时间语音控制<1 s 手势控制<500 ms 智能遥控<500 ms 自主控制<300 ms运行速度最大前进速度 2.5 m/s最大后退速度 1.8 m/s3. 轮椅状态监测轮椅状态监测模块具有采集轮椅运行状态的功能,并且在遇到紧急情况如轮椅翻倒时,然后通过无线数据传输的方式将数据推送至智能终端或者云端服务器。

同时,用户可以通过一键求救按钮直接发送求助信号到云端服务器。

轮椅状态监测模块由嵌入式微控制器、一键呼叫按钮、轮椅倾翻监测模块、蓝牙收发器主模块、蓝牙收发器从模块、锂电池及电源电路组成。

其主要功能为:轮椅倾翻监测和一键呼叫求救。

嵌入式微控制器:选用低功耗8位单片机,具有硬件资源丰富、能耗低、价格便宜、工作稳定的优点,具有SPI/USART/IIC总线,10 bit的AD转换器和丰富的I/O接口和中断资源。

相关文档
最新文档