【硕士论文】智能轮椅多模态控制系统研究.pdf

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1、摘要摘要智能轮椅是智能机器人技术在服务机器人领域的一个重要应用，目的是帮助老年人和残障人提高行动自由度，让他们能重新融入社会。伴随着路径规划技术、语音识别技术、SPI模拟技术、信息融合技术等高科技的发展，轮椅功能发生了根本性的变革，具有自主避障、语音控制中可避障、手动控制等功能。本课题设计了智能轮椅多模态控制系统，所做工作如下：1．智能轮椅多模态控制系统模块化设计本课题在对智能轮椅的功能进行分析的基础上，对智能轮椅进行了模块化设计，将其分为机械结构部分、人机交互部分、环境感知部分、语音控制中可避障部分、

2、自主避障部分、驱动部分。2．轮椅语音控制中可避障模态的设计本课题在对轮椅语音控制模态和自主避障模态原理分析的基础上，针对语音控制模态单独运行时出现的不安全现象，设计了语音控制中可避障模态。3．轮椅测距系统设计本课题在对超声波测距原理分析的基础上，采用超声波传感器作为环境感知元件，设计了超声波发射电路和接收电路，并设计了多路超声波测距系统，同时对测距误差进行了分析。4．轮椅自主避障算法设计本课题在对局部路径规划理论详细分析的基础上，设计了基于局部路径规划理论的轮椅自主避障算法，该算法具有较高实时性和自适应

3、性，完全满足轮椅自主避障的需要。最后，本课题对所做工作进行了总结和展望。关键词：智能轮椅模块化避障语音控制手动控制ABSTRACTIntelligentwheelchairisallapplicationofintelligentrobottechnology．Wheelchairsasmobilityaidstohandicappedpersonsandtheelderlyhelpthattheycanbeinharmonywithsociety．Withthedevelopmentofpmhplan

4、ningtechnology、FusionSimulationTechnology、Informationspeechrecognitiontechnology、SPItheabilitiesofTecIulologY,theskillofwheelchairchangesprofoundly，havingautonomousobstacleavoidance、speechcontrolandautonomousobstacleavoidance、m御1ualcontrolaIldsoon．Thisto

5、picdesignsthewheelchairofmultimodecontrolsystem．TheworkwedoneaSfollows．1．ThewheelchairmodularsyStemwheelchairfunction,thepaperOnthebaSicoftheanalysisofintelligentmodularizethedesignproposalofintelligentwheelchairanddivideitintomachinerystructurepart、man．

6、machineinterfacepart、environmentperceptionpart、speecnautonomousobstacleavoidancecontrDlandautonomousobstacleavoidancepart、part、thedrivingpart，andfocusesonthesystemofmanualcontrol·2．Thespeechcontrolsystemwithautonomousobstacleavoidance·Inconsiilerationofs

7、afety,basedonthespeechcontrolsystem，thistopiCwithautonomousobstacledesignsanewcontrolsystem：Thespeechcontrolsystemavoidance．3．TheultraSonicdistancemeaSurementsystemofwheelchairTheultraSonicdistancemeaSurementsystem：weusedultrasonicsensorastneenviro衄entci

8、rcuitchartwhichisusedtoreceiveandperceptioncomponent，theernittheultrasonicsignalisdesigned．Thetopicusethemulti-channelanalogswitch，themulti—accessdistancemeasurementsystem·andtheseerrorSaredesignedanalysed．4．Thewheelchaira