基于語音和頭部姿態(tài)控制的智能輪椅的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著老齡人口、各種慢性病患者和意外傷害事件的增加，我國人口面臨的殘疾風(fēng)險(xiǎn)不斷加大，越來越多的人陷入步行能力減弱甚至喪失的困境，給家庭和社會(huì)造成巨大的負(fù)擔(dān)。為了改善和提高行動(dòng)能力欠缺人群的生活質(zhì)量和自由度，智能輪椅越來越受到各界人士的重視與支持。隨著輪椅需求的不斷增大及各生產(chǎn)商與研究機(jī)構(gòu)間的通力合作，智能輪椅正朝著更加人性、更加舒適、更加安全的方向發(fā)展。
　　本文基于語音和頭部姿態(tài)識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)出一款具有多種操作方式的智能輪椅，采用模

2、糊邏輯控制算法良好地解決了輪椅局部路徑規(guī)劃過程中的自動(dòng)避障問題。本文介紹了智能輪椅系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，將其劃分為五大模塊：測距模塊、人機(jī)接口模塊、定位模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊，重點(diǎn)介紹了人機(jī)接口模塊和主控模塊。
　　在人機(jī)接口模塊中，詳細(xì)闡述了智能輪椅的語音控制和頭部姿態(tài)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其中，語音控制模塊是利用Android應(yīng)用軟件對語音進(jìn)行合成、識(shí)別，并采用藍(lán)牙通信與智能輪椅進(jìn)行交互；頭部姿態(tài)控制模塊是利用三軸加速度傳感

3、器對頭部運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過分析該數(shù)據(jù)的時(shí)域特征，利用閾值法對頭部姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別，并通過藍(lán)牙模塊與智能輪椅進(jìn)行通信。
　　在主控模塊中介紹了智能輪椅環(huán)境感知和自定位的實(shí)現(xiàn)原理，并以此為基礎(chǔ)將模糊邏輯控制算法應(yīng)用于智能輪椅局部路徑規(guī)劃，良好地解決了智能輪椅在較復(fù)雜環(huán)境中的自動(dòng)避障問題。其中，輪椅的環(huán)境感知是通過超聲波測距模塊將所測得的距離信息反饋給主控模塊，然后建立起輪椅周圍的環(huán)境信息；智能輪椅主要采用光電編碼器實(shí)現(xiàn)自定位功能，定位