智能轮椅控制系统研究
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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。
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。
同
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
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。
基于电动轮椅车动力转向的智能操控系统设计电动轮椅车是一种为行动不便的人士提供移动便利的工具。
为了提高电动轮椅车的操控性能和用户体验,智能操控系统的设计变得尤为关键。
本文将讨论基于电动轮椅车动力转向的智能操控系统的设计原理和功能。
一、系统设计原理1. 动力转向技术电动轮椅车动力转向指的是通过改变不同轮子上的驱动力矢量,实现转向效果。
在传统的电动轮椅车设计中,通常通过电机控制前轮的转向。
然而,这种方式可能导致转向灵活性不足和操控困难。
因此,基于电动轮椅车动力转向的智能操控系统设计应采用更加先进的技术。
2. 转向算法智能操控系统设计中的关键是开发高效、精确的转向算法。
这些算法可根据电动轮椅车的速度、转弯半径和用户输入等信息,实时计算出最佳的转向方案。
例如,可以基于模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)或者模型预测控制(Model Predictive Control)等方法来实现转向算法。
二、系统设计功能1. 自适应转向基于电动轮椅车动力转向的智能操控系统设计应具备自适应转向功能。
这意味着系统能够根据不同的操控需求和环境条件,自动调整转向方案。
例如,在行驶速度较低时,系统可使电动轮椅车具备更小的转向半径,以便在狭小空间内转弯;而在高速行驶时,则可使电动轮椅车转向更加稳定。
2. 防抱死制动系统(ABS)为了提高安全性能,智能操控系统设计还应包括防抱死制动系统(ABS)。
ABS能够通过减少或控制刹车力度,防止车轮在制动时锁死,从而提高制动稳定性和操控性。
3. 曲线行驶辅助基于电动轮椅车动力转向的智能操控系统设计还应具备曲线行驶辅助功能。
该功能可以通过优化电池电量分配和转向角度控制,帮助电动轮椅车在弯道上更加平稳地行驶,并减少滑动和漂移现象。
4. 避障功能为了提高安全性和用户体验,智能操控系统设计可能还包括避障功能。
该功能利用传感器和算法来监测周围环境中的障碍物,并自动调整行驶方向,以避免碰撞。
浅谈智能轮椅的研究设计中国即将步入老年化社会,可与预见未来几十年,随着老龄化的加深,同时由独生子女政策的影响,子女们必将不能看护需要照顾的老人。
由于受到人力与资源的限制,一种更高效更便捷的智能轮椅有待开发。
本着为有所需要的老人,病人提供更好地服务,文章讨论如何开发出更智能、更便捷的智能轮椅。
在当前的市场分析中,研究了结合当下物联网技术方案,将轮椅使用状态进行时时管理,进行更人性化的功能实现。
标签:智能轮椅;物联网;人性化;远程监管1 概述目前美、德、日、法、加以及中国等国家对智能轮椅进行了研究,使智能轮椅具有记忆地图,智能避障,自动行走,爬楼地,与用户交互等多种功能。
鉴于此,研究了一种基于物联网接入,芯片智能控制的智能轮椅,并对控制系统进行模块化设计,有利于智能轮椅的功能扩展和升级。
本文介绍了在基于单片机作为核心控制,集成了陀螺仪,WIFI网络模块,温度感应,心律感应器和液晶显示模块。
方便易用,操作简便,用户显示界面友好,总体造价相对便宜划算。
2 智能轮椅特性优势在本次研究设计进行前,在对当下市场流行的智能轮椅进行了深入的调查和分析,得出以下的结论:智能轮椅要实现实现智能轮椅的人文实用性,科学先进性。
2.1 人文实用性智能轮椅要考虑到老年人,或是先天后天残肢者的健康等情况,实现科学性的人机交互。
实现他人遥控控制,自身独立控制行走和自动识别控制三种模式,其中模式的切换简单。
在使用过程中,满日常的行走外,还能实现轮椅-躺椅切换,在使用者休息时型变为躺椅。
通过自动控制模式,在设定的路线实现自由行走,满足如使用者如厕、吃药、就餐、睡觉等固定地点自动寻路。
2.2 科学先进性在当下兴起的物联网技术革命中,机-物的信息交互能夠实现信息节点的快速反应控制管理。
智能轮椅的核心处理器为单片机,在接入外置模块,如心律监控感应,温度感应,可实现对使用者的心率进行实时监控,为可能出现的情况采取数据,对使用者的身体健康状况负责;WIFI模块可实现智能设备接入控制,如使用者不方便对轮椅进行操控时,可由他人进行遥控控制;另接入红外超声模块,对障碍物进行避障和行进速率等功能控制,设置过程中对异常的障碍进行鸣笛提示,降低进行速率并对当前线路进行再规划。
电动轮椅车动力转向的智能化控制系统设计随着人口老龄化程度不断加深,电动轮椅车作为一种重要的辅助交通工具,为行动不便的人提供了更多的自由和独立性。
为确保电动轮椅车的稳定性和操控性能,设计一个智能化的控制系统变得尤为重要。
本文将探讨电动轮椅车动力转向的智能化控制系统设计,并详细阐述其实施方案和设计要点。
一、引言电动轮椅车的动力转向控制系统的设计目标是提高操控性能,提供更好的用户体验。
该系统需要结合传感器技术、电机技术和控制算法来实现智能化控制。
本文将从这三个方面详细阐述电动轮椅车动力转向的智能化控制系统设计。
二、传感器技术在智能化控制系统设计中的应用传感器技术在电动轮椅车动力转向的智能化控制系统设计中起着关键作用。
通过安装合适的传感器,可以实时获取车辆运行的信息和环境数据,从而提供给控制系统,以实现动力转向的智能化控制。
常用的传感器包括速度传感器、角度传感器和力传感器。
速度传感器主要用于测量车辆的速度信息,可以帮助控制系统根据车速进行精准的控制。
角度传感器用于测量转向轮的转角,以便控制系统能准确判断转向的情况。
力传感器用于测量转向力的大小,从而实现动力转向的精确控制。
传感器技术不仅使得控制系统能够实时获取车辆信息,还可以通过传感器的数据判断车辆是否处于危险状态,如过度倾斜、碰撞等情况,从而及时采取相应的控制措施,保证安全性。
三、电机技术在智能化控制系统设计中的应用电动轮椅车的动力转向主要依靠电机系统实现。
为了实现精确控制和高效能的动力转向,需要选用合适的电机并配备相应的控制设备。
在电机选择方面,应考虑功率、转速、扭矩和效率等因素。
根据实际需求,选用合适的电机类型,如直流电机、无刷直流电机或步进电机,并结合控制系统,实现精确的动力转向控制。
控制设备主要包括电机控制器和电池管理系统。
电机控制器负责接收传感器的数据,并根据需要控制电机的转向和转速。
电池管理系统则负责监测电池的电量,以便及时调整电源输出,确保电动轮椅车的稳定运行。
动力辅助手动轮椅车的智能化控制和智能辅助技术随着科技的不断进步,智能化控制和辅助技术已经在各个领域得到广泛应用,其中包括了动力辅助手动轮椅车。
动力辅助手动轮椅车的智能化控制和智能辅助技术的出现,为行动不便的人士提供了更加便捷和高效的移动方案。
本文将对动力辅助手动轮椅车的智能化控制和智能辅助技术进行介绍和探讨。
首先,动力辅助手动轮椅车的智能化控制系统起到了至关重要的作用。
智能化控制系统的引入使得轮椅车具备了更高的自主性和智能化程度。
通过传感器、电机驱动和控制器等技术的结合应用,智能化控制系统使得用户能够轻松地操作和控制轮椅车。
例如,用户可以通过简单的手势或语音指令来驱动轮椅车进行前进、后退、转向等动作。
这种智能化的控制方式极大地提高了轮椅车的易用性和便携性,使得用户能够更加自主地进行移动。
其次,智能辅助技术为动力辅助手动轮椅车带来了更多的功能和便利。
智能辅助技术通过将传感器、导航系统、遥控设备等集成到轮椅车中,为用户提供了更多的辅助功能和高级技术。
例如,智能辅助技术可以实现自动避障功能,轮椅车可以通过传感器检测到前方障碍物的存在,并自动避开,防止发生碰撞。
此外,智能辅助技术还可以集成导航系统,用户只需设定目的地,在电子地图的指引下轮椅车可以自动规划最佳路径,并提供语音导航,实现更加便捷的移动体验。
智能辅助技术还可以提供一些针对性功能,以满足不同用户的需求。
例如,对于手部功能不便的用户,智能辅助技术可以通过手势识别技术或者头部控制技术来实现轮椅车的操作。
这种个性化的辅助技术可以让用户更加轻松地控制轮椅车,提高生活质量和独立性。
此外,动力辅助手动轮椅车的智能化控制和智能辅助技术还可以通过与智能手机或其他智能设备的连接来拓展更多的功能。
例如,用户可以通过手机APP或者语音指令远程控制轮椅车,实现快速、便捷的操作。
智能手机还可以作为轮椅车的显示屏,显示车辆状态、导航信息等,方便用户及时了解车辆情况。
然而,尽管动力辅助手动轮椅车的智能化控制和智能辅助技术给用户带来了很多便利,但是也需要注意一些问题和挑战。
智能轮椅研究报告摘要智能轮椅作为一种新型的辅助设备,将传统的轮椅与智能技术相结合,为行动不便的人群提供了更加便捷和舒适的出行体验。
本报告对智能轮椅的研究进行了概述,包括智能轮椅的定义、发展历程以及主要技术和应用。
通过对相关文献的调研和分析,我们发现智能轮椅在提高行动不便人群的生活质量和社会参与方面具有重要意义。
但是,智能轮椅在实际应用中仍面临诸多挑战,如安全性、可靠性和成本等方面的问题。
因此,进一步研究和改进智能轮椅的技术和性能对于推动智能轮椅的发展具有重要意义。
1. 引言1.1 背景随着人口老龄化和行动不便人群的增加,传统的手动轮椅已经无法满足他们的出行需求。
智能轮椅作为一种新型的辅助设备,在提高行动不便人群的生活质量和社会参与方面扮演着重要角色。
智能轮椅利用智能技术和机械装置,使用户能够通过语音、手势或脑机接口等方式操控轮椅的运动,实现更加灵活自如的行动。
1.2 目的本报告旨在对智能轮椅的研究进行概述,包括其定义、发展历程、主要技术和应用等方面的内容。
通过对智能轮椅的研究和分析,我们希望进一步了解智能轮椅的现状和未来发展,并提出一些改进和优化的建议。
2. 智能轮椅的定义和发展历程2.1 定义智能轮椅是一种利用智能技术和机械装置实现自主操控的轮椅。
它通过语音识别、手势识别、脑机接口等方式,使用户能够自如地控制轮椅的运动。
2.2 发展历程智能轮椅的发展可以追溯到上世纪70年代。
最早的智能轮椅是由美国麻省理工学院团队开发的,它利用计算机和传感器技术实现了轮椅的自主导航和避障功能。
随着科技的进步和智能技术的发展,智能轮椅逐渐趋于成熟。
现代智能轮椅不仅具备自主导航和避障功能,还能够通过语音和手势识别实现人机交互,为用户提供更加个性化的服务。
3. 智能轮椅的主要技术3.1 语音识别技术语音识别技术是智能轮椅的核心技术之一。
通过语音识别技术,用户可以通过口头命令控制轮椅的运动和功能。
智能轮椅通过将用户的语音指令转化为机器可理解的指令,从而实现语音操控轮椅。
电动轮椅智能导航与控制系统设计与实现近年来,随着人口老龄化的加速和残疾人群体的增加,电动轮椅成为了一种非常重要的辅助工具。
然而,传统的手动操控方式对于某些残障人士来说可能存在困难。
因此,设计一种智能导航与控制系统,为电动轮椅用户提供更加便利和安全的用户体验,已经成为了一个非常重要的问题。
本文将从需求分析、系统设计和实现三个方面,详细介绍电动轮椅智能导航与控制系统的设计与实现。
首先,在需求分析阶段,我们需要了解用户的需求和使用场景,以此为基础进行系统设计和实现。
电动轮椅的智能导航功能是本系统的核心部分。
用户需要提供目的地信息,系统则会通过内置的地图数据和导航算法,规划最佳路径并实时指导用户前往目的地。
同时,系统应当考虑到使用场景的多样性,包括室内和室外环境,具备适应不同环境的导航算法和传感器。
其次,在系统设计阶段,我们需要确定系统的整体架构和各个模块之间的接口。
为了实现智能导航功能,系统需要包括硬件和软件两个方面的设计。
在硬件设计方面,我们需要选择合适的定位传感器、导航模块以及控制器。
其中,定位传感器可以采用GPS、惯性导航传感器等来实现定位和导航功能;导航模块需要包括地图数据的存储与更新、路径规划算法和导航指令的生成等功能;控制器则负责接收用户的输入信息并控制电动轮椅的运动。
在软件设计方面,我们需要开发用户界面、路径规划算法和导航指令生成算法。
用户界面应当简单直观,方便用户提供目的地信息和接收导航指令;路径规划算法需要考虑到多种因素,如道路状况、交通流量和导航优先级等;导航指令生成算法需要将规划得到的路径转化为易于理解和执行的指令,如语音提示或屏幕显示。
最后,在系统实现阶段,我们需要将系统设计的各个模块进行具体的实现和集成。
在实现过程中,要注意观察和测试系统的性能,及时发现和解决问题,保证系统的稳定与可靠性。
在技术实现方面,可以利用现有的智能手机和互联网技术,通过连接智能手机和电动轮椅来实现导航和控制功能。
行走轮椅智能导航控制系统集成概述:行走轮椅智能导航控制系统集成是基于现代智能科技发展的创新应用,旨在提供更加便利和可靠的交通工具给行动不便的人群。
通过将智能导航技术与传统行走轮椅结合,可以使用户更加自主地掌控自己的出行。
本文将探讨行走轮椅智能导航控制系统的集成方案及其功能优势。
引言:行动不便的人士往往面临着出行的困难,传统的行走轮椅只能通过手动操作或他人帮助来实现移动。
然而,随着智能科技的不断进步,我们有能力为这一群体提供更加便捷的解决方案。
行走轮椅智能导航控制系统的集成就是为了满足这一需求而开发的。
主体:1. 系统设计和集成行走轮椅智能导航控制系统的集成需要多个关键技术的结合,包括导航模块、传感器、控制器和人机交互界面。
导航模块可以利用全球定位系统(GPS)和地图数据,提供准确的位置信息和路线规划。
传感器可以用于检测环境情况,例如障碍物检测和避免碰撞。
控制器可以根据导航模块和传感器的数据,自动调整轮椅的行进方向和速度。
人机交互界面可以提供给用户进行操作轮椅的方式,例如语音识别,触摸屏等。
2. 功能优势行走轮椅智能导航控制系统集成的功能优势主要在于提供便利和安全性。
首先,用户可以使用导航模块规划最佳路径,避免迷路或者选择不安全的路线。
其次,传感器能够监测周围环境,及时警告用户有关障碍物或者危险的信息。
这样,用户可以选择避开障碍物或者寻找更安全的路径。
此外,智能导航控制系统还可以和智能家居系统集成,使得用户能够通过语音命令或者遥控器控制轮椅行走和停止。
3. 技术挑战行走轮椅智能导航控制系统集成的实现面临着一些技术挑战。
首先是导航模块的准确性和可靠性,确保系统能够正确识别用户所在位置并提供准确的路线规划。
其次是传感器的灵敏度和可靠性,确保能够及时发现障碍物和环境变化,以避免碰撞和提供准确的警示信息。
还有一个技术挑战是控制系统的可靠性,确保能够准确地响应用户的指令和自动调整行走轮椅的方向和速度。
结论:行走轮椅智能导航控制系统集成是为行动不便的人群提供更加方便和安全的出行方式的一项重要技术创新。
智能轮椅室内定位系统的研究的开题报告一、研究背景与意义近年来,全球范围内老龄化的趋势日益明显,随之而来的是各种与老年人生活密切相关的社会问题。
其中,老年人的行动不便和轮椅使用频率的逐渐增加是比较突出的问题。
智能轮椅作为一种新型辅助工具,已经逐渐成为老年人出门所必须的设备之一。
然而,室内环境复杂,空间狭小,对轮椅使用者的导航带来了很大的挑战,同时也对护理人员的管理和服务产生了很大的压力。
因此,研究一种属于智能轮椅的室内定位系统具有重要意义。
本研究拟基于无线定位技术开发一种智能轮椅室内定位系统,实现对轮椅使用者的准确定位和服务管理。
二、研究内容和技术路线本研究的主要目标是设计一种智能轮椅室内定位系统,解决当前轮椅在室内定位问题。
因此,研究将集中在以下几个方面:1. 无线定位技术研究:探索室内无线定位技术的优缺点,并筛选出适合轮椅定位的技术方案。
该部分需要深入了解和研究目前主流的无线定位技术(如超宽带、蓝牙、Wi-Fi等),并评估各种方案的可行性。
2. 系统设计与实现:采用嵌入式平台进行智能轮椅室内定位系统的设计和实现。
该部分需要研究系统架构、通信协议等相关问题,并完成系统的集成和调试工作。
3. 轮椅定位算法研究:开展轮椅定位算法的研究工作。
通过采集轮椅的移动轨迹及传感器的数据,对无线信号参数进行处理和分析,提高定位的精度。
4. 系统测试和改进:对系统进行测试,验证其准确性和鲁棒性。
根据测试结果对系统进行改进,并进一步完善系统功能。
三、预期成果通过本研究,预期达到以下成果:1. 完成一种基于无线定位技术的智能轮椅室内定位系统设计和实现。
2. 探索轮椅室内定位需要采用的合适无线技术方案,并生成定位数据。
3. 设计并实现轮椅定位算法,提高定位精度。
4. 对系统进行测试和优化,验证其准确性和可靠性。
四、研究计划本项目的研究计划如下:阶段一:项目启动与调研(1个月)1. 项目启动:明确研究目标与要求。
2. 轮椅室内定位研究:调研无线定位技术的相关研究,并筛选出适合轮椅的技术方案。
电动轮椅车动力转向的智能控制与自主导航技术随着科技的不断进步和人们对智能化生活的追求,电动轮椅车的智能控制和自主导航技术成为了研究的热点之一。
无论是为了提高老年人和残障人士的生活质量,还是为了满足日常生活中的便利性需求,电动轮椅车的动力转向的智能控制和自主导航技术都具有积极的意义。
电动轮椅车动力转向的智能控制是指通过电子系统和传感器实现对电动轮椅车的动力转向控制。
传统的手动轮椅车需要依靠使用者的手动操作来改变车辆的行进方向,但对于一些行动不便或残障的人来说,这种操作可能变得困难甚至不可能实施。
智能控制技术的发展给电动轮椅车的动力转向带来了新的可能性。
通过设计合理的动力转向系统,可以实现电动轮椅车的智能控制,从而使得行驶过程更加安全和便捷。
例如,可以采用电动助力转向系统,通过电机的工作来辅助转向,减轻使用者的操作力度。
同时,通过加装传感器和智能控制系统,可以实现对转向力度的精准调节,以适应不同使用者的需求。
自主导航技术是指电动轮椅车具备自主识别和规划行驶路径的能力。
传统的电动轮椅车需要由使用者操作来确定行驶的方向和路径,但在某些情况下,使用者可能无法清晰地判断,或无法给出明确的指令。
在这种情况下,自主导航技术可以发挥重要作用。
自主导航技术的核心是感知、决策和控制三个环节。
感知环节通过激光雷达、摄像头和超声波等传感器,实时获取周围环境的信息,并进行处理分析。
决策环节根据感知信息,采用算法确定最佳行进策略和路径规划。
控制环节通过对电动轮椅车的动力系统和转向系统进行控制,使其按照决策结果进行行驶。
为了实现电动轮椅车的自主导航,还需要结合地图数据和定位系统。
地图数据可以提供详细的道路和周边环境信息,作为自主导航的基础。
定位系统可以通过GPS、惯性传感器和编码器等技术来确定电动轮椅车的当前位置,从而进行准确的路径规划和行车控制。
动力转向的智能控制和自主导航技术的发展,不仅可以提升电动轮椅车的驾驶体验,还可以增加其安全性。
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。