close
当前位置: 物联网在线 > 传感器 > 解决方案 >

传感器在智能轮椅中的应用

在运动过程中,轮椅既需要接受用户的指令,又需结合环境信息启动自身避障、导航等功能模块,与移动机器人不同的是,在使用过程中,轮椅与用户成为一个协同工作的系统。这就要求在设计之初就把人这个因素纳入考虑之中,所以,安全、舒适和容易操作应成为智能轮椅设计中最重要的因素;使用者身体能力的差异决定了智能轮椅需被设计为一个功能多元化,能满足多种层次需要的电子系统,而模块化最能体现系统多功能化的特征,每个用户都能根据其自身残障类型和程度选择适当的模块集成,且设计者可以在现有基础上通过增添功能模块,很方便地对轮椅功能进行改进。

智能轮椅的总功能可以分为以下几个子功能:环境感知及导航功能、控制功能、驱动功能和人机交互功能。通过对智能轮椅的功能分析和模块划分,再结合具体的研究内容和期望控制目标,本系统主要由传感器模块、驱动控制模块和人机交互模块3部分组成,硬件系统结构如下图所示。

其中传感器模块主要有内部状态感知和外部环境感知两部分构成,通过姿态传感器确定轮椅自身的位姿信息;通过编码器的位移速度和距离获得自定位信息;视觉、超声波和接近开关主要负责持续获得周围环境和障碍物的距离信息。驱动控制模块我们采用后轮驱动的方式,每一个后轮配置一个电动机,在控制器的操作下实现电动轮椅的前进、后退和转向。

人机交互界面由操作杆和个人电脑界面数据输入两种方式,实现基本的人机交互功能。

智能轮椅有2个独立的驱动轮,各自配备一个电机码盘。由2个电机码盘的实时检测数据构成了里程计式的相对定位传感器,同时安装了倾角传感器和陀螺仪来测量轮椅在行进过程中的姿态状态。超声波传感器和接近开关被用于感知周围环境信息。为获取更大范围内的障碍物信息,本系统配备了8个红外传感器和8个超声波传感器。另外安装了一个CCD摄像头用于判断前方行进路程中的深度信息。

能够仅仅依靠两个轮子完成车体的平衡。这个显著特征要求它有特殊的结构,基本的设计思想为:保持两个轮子分别由独立的直流电动机驱动,并且在一条轴线上,车体的重心保持在轮轴以上,使用检测车体倾斜角度的传感器实时地获取车体的姿态信息,机器人的处理器将传感器信号进行处理,按照一定的控制算法计算出控制量控制电动机的转速和转向,驱动机器人前进或后退,完成车体的平衡。

智能轮椅采用一个倾角传感器和一个陀螺仪的组合构成姿态传感器来检测车体平台的运行姿态。倾角传感器用来测量轮椅偏离竖直方向的角度,陀螺仪用来测量角速度。


(责任编辑:zxh007)

用户喜欢...

XMOS以1500万美元新一轮融资支持语音增长

消费类电子市场语音捕获解决方案的领导者——XMOS有限公司(www.xmos.com),今天宣布其1500万美元的E轮融资。本轮投...


物联网应用愈趋复杂 传感器智能化大势所趋

当前全球物联网应用日趋复杂,数据量也愈来愈庞大,业界也正在寻找如何处理这些来自物联网传感器所搜集大量数...


Silicon Labs磁性传感器为物联网时代带来现代化霍尔效应开关和位置感应

Silicon Labs日前推出磁性传感器产品组合,带领现代化霍尔效应传感技术进入21世纪,提供业内领先的电源效率、最佳的...


康宁于2017光博会公布精密玻璃解决方案并展示一系列先进光学产品

康宁公司(纽约证券交易所代码:GLW)今日宣布,将在9月6日至9日于中国深圳举办的2017中国国际光电博览会上,展示...


飞博盖德与微米光学公司合作生产光纤布拉格光栅光学传感器

来自美国的特种光纤和组件生产厂家——飞博盖德(www.fiberguide.com.cn)与传感器生产厂家 -- 美国微米光学国际公司(...


Bridgetek成立越南研发中心

Bridgetek宣布对越南进行重大投资,进一步扩大在亚洲的研发中心,实现对持续产品创新的承诺。新的研发中心位于胡...


ROHM开发出车辆检测领域性能最好的地磁传感器(MI传感器)“BM1422AGMV”

“BM1422AGMV”是融合了合作伙伴爱知制钢株式会社的MI元件开发技术和ROHM所擅长的半导体生产技术、传感器控制技术优...


ADT7420 温度传感器 - 模拟和数字输出

数据列表 ADT7420 Series; 标准包装 1,500 类别 传感器,变送器 产品族 温度传感器 - 模拟和数字输出 系列 - 其它名称 ADT7420UCPZ-RL7-ND ADT7420UCPZ-RL7TR 规格 传感器类型 数字,本地 检测温度 - 本地 -40...


ams ENS210 传感器和 RF Digital 的 Simblee™ 蓝牙® 生态系统

ams 和 RF Digital 为物联网和智能城市提供温度和湿度传感器 ams 联手 RF Digital 为物联网 (IoT) 的世界生产传感器产品。ams 的 EN210 是温度和湿度传感器,采用极小的 2 mm x 2 mm 封装。在 -40 C 至 +100...


提升 GSR 测量、人体存在检测以及热监控应用性能的 AS6200 数字温度传感器

ams 推出可提升 GSR 测量、人体存在检测以及热监控应用性能的 AS6200 数字温度传感器 ams 的 AS6200 IC 是一个高精度温度传感器系统,通过 2 线数字总线与其它设备进行通信。 它们由硅带隙温度传...