室內智能輪椅控制系統研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和進步，人類的活動范圍不斷擴展，但是殘障人士和老年人的自由活動能力依然受限制。在國家號召創(chuàng)建和諧社會，關愛弱勢群體的背景下，提出將移動機器人技術應用于普通電動輪椅平臺，研發(fā)智能輪椅，為廣大老年人和殘疾人提供高智能化性能的代步工具，提高這一弱勢群體的自由度及與社會的融合度。既然該智能輪椅的服務對象是人，并且最好能夠普及大眾，則智能輪椅安全性、實用性、低成本性及批量化生產是需要重點考慮的因素。因此本文在對智能輪椅控制系統進行模

2、塊化分解的基礎上，著重研究其安全避障系統，具體工作如下:
　　 1.確定智能輪椅的基本控制結構，采用“單片機+PC104”兩層控制，將智能輪椅分為機械結構、電源模塊、驅動、避障、運動控制、人機交互六個部分，分模塊進行研究和設計。
　　 2.完成電源模塊設計、結合操作手柄控制原理完成操作手柄信號采集與控制，將操作手柄的操作信號分為控制輪椅前進、后退、左轉、右轉4種運動狀態(tài)，在不同的狀態(tài)下對應不同的電機控制。
　　

3、3.著重描述智能輪椅環(huán)境感知模塊——超聲波避障模塊的軟硬件設計，為避免超聲波傳感器測距的局限性，本文分別用3個和8個超聲波傳感器進行實驗。
　　 4.基于本文智能輪椅的應用場合和服務對象進行電機選型，并結合無刷直流電機的基本結構和工作原理確定輪椅的電機控制結構，用AT89S52產生PWM信號通過BLD-300B無刷直流驅動器控制電機轉速。
　　 5.對室內智能輪椅進行運動學分析，抽象出簡易數學模型，得出輪椅左右后輪之間速

4、度的函數關系，證明差動調速控制輪椅運動的可行性;另外面對不同方向的障礙物分析輪椅安全距離的設定原則，為避障系統的設計提供理論依據，也為多傳感器數據融合算法做鋪墊。
　　 6.將多傳感器數據融合算法應用于室內智能輪椅避障系統，分別提出基于模糊控制技術的避障系統及基于模糊神經網絡多超聲波傳感器數據融合算法，結合實際駕駛操作經驗制定模糊規(guī)則指導智能輪椅避障，在Matlab中進行仿真，結果表明兩種算法對于靜態(tài)障礙物均有良好的避障效果，為