基于超聲波的智能輪椅避障的研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，全世界人口老齡化正在加??；由于交通事故的頻繁發(fā)生，使得殘障人也與日俱增，如何給這些行動不便的人提供性能優(yōu)越的代步工具，提高他們的行動自由度，幫助他們重新融入社會日益受到人們的關注，因此將移動機器人技術應用到電動輪椅上的智能輪椅被提了出來。由于智能輪椅是一種為行動不便的人代步的服務型機器人，所以要以人為核心進行設計，因此安全避障是所有智能輪椅必備的功能，也是智能輪椅的核心組成部分。本課題正是為了實現(xiàn)此功能而提出的，本文所做

2、的主要內(nèi)容如下： 1．超聲波避障系統(tǒng)的設計本文在對智能輪椅的功能進行分析的基礎上，對智能輪椅進行了模塊化設計，將其分為機械結構部分、人機接口部分、控制模塊部分、驅動部分和環(huán)境感知部分，其中著重對環(huán)境感知和避障系統(tǒng)進行了詳細的闡述，在分析了眾多傳感器的優(yōu)缺點后，本文采用超聲波傳感器作為環(huán)境感知元件，還設計了超聲波傳感器的接收和發(fā)射電路圖及傳感器的分布情況。 2．輪椅的運動學建模及安全避障的距離分析本文在對輪椅運動特性進行分

3、析的基礎上，得到輪椅在行駛時左右輪之間的函數(shù)關系，并根據(jù)對輪椅的運動特性的分析，計算了輪椅在行駛時進行安全避障所需要的距離與速度的關系。 3.多超聲波傳感器的數(shù)據(jù)融合本文對模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡技術進行詳細分析后，設計了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的多超聲波傳感器數(shù)據(jù)融合的過程，并采用動量梯度下降法對BP 網(wǎng)絡進行了優(yōu)化。為了使運算簡單易行，對超聲波提出了簡單、高效的分區(qū)算法，在對超聲波距離數(shù)據(jù)模糊化后，對障礙物環(huán)境進行分類，采用優(yōu)化的BP 網(wǎng)