智能轮椅避障系统的研究

研究基于超声波测距的智能轮椅避障系统的硬件和软件设计.采用多个超声波传感器,将其测得的数据根据障碍物类型,进行相应的处理,以得到较精确的障碍物的距离信息.在实验的基础上,对不同障碍物类型分析、归纳,提出了智能轮椅的避障策略.实验证明:设计的避障系统具有较高的精度,可以满足智能轮椅在室内环境的避障要求.     

基于脑电波控制的智能轮椅系统

针对重度残疾病人四肢丧失活动能力而无法自由行动的问题,研究了一种基于脑电波控制轮椅的方法。脑电波传感器采集脑电波数据后通过蓝牙发送给核心控制模块,并采用改进后的小波变换法、共空间模式法、模糊支持向量机对脑电波信号进行去噪、特征处理以及模式识别处理。结合基于蚁群算法的路径规划,实现轮椅准确无碰撞地到达目的地的要求。     

装备机械臂的智能轮椅研究

针对老年人及残障人士的辅助和康复需要,设计并开发了一种装备机械臂的助老助残服务机器人智能轮椅样机,介绍了样机的功能及关键技术。实验结果表明,该样机能在移动性和操作性两方面有效辅助用户完成移动和操作任务。     

应用于智能轮椅控制的头部姿态识别

针对适用于肢体残疾人士的智能轮椅控制,提出了一种基于侧面人脸的头部姿态识别方法.首先利用肤色分割和边缘分割相结合的方法找出人脸区域,然后计算人脸连通区域的质心坐标和面积,以标准正向姿态时的人脸区域质心坐标和面积为参考值,根据活动人脸连通区域质心坐标与参考点的相对位置、欧式距离及面积比特征判别头部姿态.实验结果表明,该方法可以很好的识别向左倾斜、向右倾斜、抬头、低头等头部姿态,平均识别率为92.2％.     

基于模糊BP神经网络的智能轮椅BLDCM控制

现阶段多数轮椅电机仍使用传统PID控制,该控制方式存在控制精准度较低、超调量较大以及抗扰动能力差等问题。为解决以上问题,通过对无刷直流电机进行研究,在分析了其控制方法后,提出一种基于模糊BP神经网络的BLDCM控制方法。首先,研究了BLDCM结构并搭建数学模型。其次,在模型基础上构建了模糊BP神经网络PID控制器。最后,在Matlab/Simulink中搭建整个电机控制系统进行三种不同工况下的运动控制仿真,并与传统PID控制算法进行对比。实验结果表明：模糊BP神经网络PID控制策略能获得更好的PID控制参数,具有良好的抗扰动能力,有效的改善了整个轮椅控制系统的动态性能。     

智能轮椅自主避障安全出行系统的设计

智能轮椅可视为一种服务于人们的机器人,根据实际情况及时为需求制定动作与程序,驱动操作机构,帮助特需人群安全方便地出行.目前智能轮椅市场调研情况表明,出行时智能轮椅不具备自动躲避障碍物的功能,残障人士出行安全没有保障.因此利用超声波传感器、红外传感器和视觉传感器3种传感器设计了智能轮椅自主避障安全出行系统,并采用分布式融...     

超声波与航迹推算融合的智能轮椅定位方法

针对智能轮椅自主导航中的定位问题,提出了一种适用于室内环境下的智能轮椅定位方法。该方法首先在室内合适位置安置两个超声波发射器,在轮椅上安置超声波接收器阵列,通过空间几何算法和坐标变换原理实现轮椅的初步定位,然后对传统的航迹推算方法进行改进,提高轮椅相对定位的精度,最后采用卡尔曼滤波将2种定位方法进行融合。仿真实验结果表明,该方法比单独使用绝对定位或相对定位的精度要高许多,能够满足轮椅在大面积房间内长时间较准确的定位。     

基于ARM的智能轮椅安全监控系统的设计

针对目前各种电动轮椅仅具备制动功能,缺少对乘坐者的安全保障这一问题,因此,设计了一种针对电动轮椅安全的监控系统.该系统以意法半导体的STM32为主控芯片,以轮椅位置、座椅压感、电机运行状态及乘坐者体温等一系列指标作为监测对象,对这些信息进行采集并分析做出相应的响应信息,将响应信息通过无线传输模块,采取MQTT协议上传至...     

多轴运动控制技术在智能轮椅的应用和发展前景

介绍了一种自主研发的多功能智能轮椅的技术实现和应用.系统采用步进电机和24 V直流电机的解决方案,由自主研发的控制板,配合驱动控制单元,实现轮椅多个自由度的运动控制,具有响应迅速、定位精准的特点,其功能较好地满足了健康养老市场的需求.     

电动轮椅运动控制系统设计

为实现高性能和低成本的电动轮椅,开发了全数字电动轮椅控制器;采用先进的无速度传感器测速技术,设计了带电流补偿的电压负反馈加负载不平衡补偿的双电机协调控制方案.给出了软硬件结构和单元电路的设计及参数选择方法;分析了操纵杆工作原理;给出了轮椅速度和运动方向信息合成计算公式和提高运行舒适度的S曲线生成策略.轮椅样机运行试验证明,系统运行实验性能良好,达到了预期设计目标.     

电动轮椅控制器的设计与实现

电动轮椅控制器以P87C552微控制器为核心,采用全桥PWMDC/DC变换器驱动直流电机,在数字化转速反馈控制系统中采用了基于电流检测的无速度传感器的测速技术。描述了电动轮椅控制器的设计思路与实现。     

电动轮椅永磁盘式电机有限元分析

基于低频电磁场有限元分析软件Ansoft Maxwell,对一电动轮椅用永磁盘式电机进行3D建模与电磁场分析,分别就其空载气隙磁密、齿槽转矩、空载反电势、空载漏磁系数及轴向吸力进行了详细探讨,并试制了一台样机用于测试。对比仿真与测试结果,验证仿真结果的正确性。相关的仿真研究,可为同类盘式电机的分析设计提供参考。     

电动轮椅控制器的设计与实现

从助老助残的需要出发,以降低成本和操控灵活为目标,采用AT89S51单片机研制了一款电动轮椅控制器.首先介绍了控制器的组成功能模块,然后详细分析了其控制及驱动电路的原理,包括H桥驱动电路构成及分类,功率MOSFET导通过程,关键元器件的参数选择.与硬件相结合,对方向控制的实现进行了算法设计并编程实现.实验结果表明该控制器满足较大功率直流电机的驱动需要,且操作轻便,控制灵活,满足老弱及下肢患者的操作需要.     

电动轮椅运动控制系统故障检测方法研究

以自行研制的电动轮椅运动控制系统为对象,论述了电动轮椅运动控制系统各种常见电气元件故障和接线故障检测方法,主要有:操纵杆不在中心位置检测、电池故障、充电模式检测、MOS管故障以及刹车未连接故障等。提出了充电模式故障检测方法和基于电压信号的电刹车未连接故障等故障的检测方法,极大的提高电动轮椅运动控制系统的安全性和可靠性,具有一定的参考指导价值。     

新型电动轮椅的直流无刷伺服系统

使用直流伺服技术解决直流无刷电机直接驱动及低速大转矩平稳运动问题,从而简化了传统电动轮椅结构,研制成功新型高度自动化的电动轮椅,并提高了运动性能。     

基于ATmega48的电动轮椅主从控制系统设计

提出了一种针对轮毂式两轮驱动电动轮椅的差速控制及驱动系统的实现方案。综合各项参数设计出合理的速度协调控制方法,通过串行通讯使两个独立的电机控制器构成的主从控制系统具有同步平滑起动、速度稳定安全的特性和过流、过压和过热保护功能。     

电动轮椅的双轮毂无刷直流电机协调控制方法

以双轮毂无刷直流电机驱动的电动轮椅驱动控制系统为研究对象,设计了一个低速低功率条件下切实可行的双电机协调控制方法。提出了一种联合制动模式,确保了速度闭环的有效性,采用数字信号处理器TMS320LF2406为主控芯片来构建控制系统,并实现了驱动控制器上车实验。实验效果稳定,为电动代步车等小功率驱动控制器提供了可行的方案。     

基于操作手柄新模型的电动轮椅运动控制系统

针对电动轮椅运动控制系统现阶段的局限性,设计了一种基于操作手柄新模型基础上的新型控制模式,以实现在有限手控指令的前提下,对电动轮椅进行方向转角闭环控制。试验证明,控制器样机能够实现双电机同速直线、差速定向的控制技术,从而验证了该控制模式的有效性。     

ZigBee与航迹推算混合定位的电动轮椅导航控制系统

针对具有下肢行动障碍、上肢运动不灵活的老年人或残障人士,以电动轮椅为运动载体,提出了一种ZigBee定位与航迹推算相融合的电动轮椅智能导航控制系统的方案。系统采用ZigBee与航迹推算相融合的定位算法,选取STC系列单片机为中央处理器,对控制系统的硬件部分和软件部分进行了详细设计,并以电动轮椅为控制对象,进行控制系统运动导航的实验验证。结果表明,在运动状态下,混合定位融合了航迹推算和ZigBee定位的优点,与独立的ZigBee定位技术相比,提高了电动轮椅导航系统的位置目标定位精度。     

机器人轮椅用户行为与自主导航动态共享控制方法

机器人轮椅人机交互研究表明长时间采用单一模式交互容易导致用户操作意图误判且稳定性会变差,完全自主模式亦会因用户缺乏控制体验而产生沮丧情绪。针对当前基于人机协作的机器人轮椅交互存在模式间硬切换与缺乏对环境变化的动态调整能力的问题,本文以手势交互控制轮椅为基础,提出一种基于用户行为与自主导航相结合的机器人轮椅动态共享控制方法。首先基于Leap Motion传感器追踪用户掌心坐标,生成用户手势速度指令;其次,基于RPLIDAR A1激光雷达传感器并结合自主导航算法,生成自主导航控制指令;最后基于距离、疲劳及误差等多种约束条件实时更新人-机控制指令权重,实现对机器人轮椅的动态共享控制。实验结果表明,本文所提动态共享控制方法能根据轮椅运行环境与用户操作性能动态调整不同模式间的角色分配,避免了不同模式间的直接硬切换,具有较好的用户体验。