面向老人的智能轮椅的研究

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1、KSOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文论文题目研究生姓名指导教师姓名高强专业名称机械工程研究方向机电一体化论文提交日期2015年4月苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论

2、文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所（含万方数据电子出版社)、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档s允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在____年_月解密后适用本规定。非涉密论文d论文作者签名sif日期,、丨?导师签名:日期；，丨叫面向老人的智能轮椅的研究面向老人的智能轮椅的研究摘要随着老龄化程度的不断加剧和信息社会的

3、深入发展，提高老年人行动便捷性的智能化养老助老产品需求日益高涨。作为移动服务机器人的一种，智能轮椅具备较强的环境适应性、平稳的运动控制和友好的人机交互体验，是康复工程和助老工程中一个不可或缺的工具，具有重要的研究价值与社会意义。本文在对国内外智能轮椅研究现状进行分析总结的基础上，基于模块化设计思想制定了智能轮椅的系统结构框架和各个模块具体的技术方案，搭建了以ARM嵌入式微控制器为核心的智能控制硬件平台，完成控制软件编写，研究开发了1台面向老人的智能轮椅样机。首先本文实现了智能轮椅基于CSS信号测距的室内无线定位，定位精度可达0.3-0.5m。鉴于针对室内环境下智能轮椅

4、动态定位误差问题研究较少，本文在阐述标准卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波及粒子滤波的基本原理的基础上，建立相应的智能轮椅动态定位滤波模型，对减小智能轮椅动态定位误差问题进行探讨。在ARM嵌入式平台上实现各滤波算法，实验结果表明粒子滤波有效地克服了卡尔曼滤波与扩展卡尔曼滤波器非线性程度弱的问题，对智能轮椅动态定位优化效果最好，经过粒子滤波的处理，实验中智能轮椅动态定位误差在1m以内的定位点比例可达到97.5%，相比传统三边测量定位法性能提高27.8%。其次本文设计搭建以安卓平板为交互终端的智能轮椅人机接口，从人机工程学的角度分析老年人对智能轮椅人机交互界面的实际需求，在问卷调

5、查的基础上，制定智能轮椅人机交互界面设计原则，在安卓平台上设计开发了一套适合老年人心理生理特点的智能轮椅人机交互界面。最后本文实现了智能轮椅基于多超声波测距模糊避障的室内导航，并进行了仿真实验和现场测试。实验结果表明，本论文研究开发的智能轮椅样机能够为老年人提供交互友好的人机操作界面，智能轮椅控制系统可以实时地响应指令输入，基于定位及导航模块能够完成室内自主导航任务，具有较强的实用价值。I面向老人的智能轮椅的研究关键词：智能轮椅；WSN定位；动态滤波；交互界面；模糊控制作者：王宇指导教师：高强IIResearchofintelligentwheelchairforth

6、eoldResearchofintelligentwheelchairfortheoldAbstractWiththecontinuouslyincreaseofaginginallworld,itisveryimportanttoprovidetheoldpeopleconvenientmeansoftransport.Asonetypeofmobileservicerobot,intelligentwheelchairwhichcombinesdifferenttechnologyinmanyfieldshasstrongerenvironmentadaptabi

7、lity,moresmoothmotioncontrolandfriendlierhuman-computerinteraction.Inthispaper,anintelligentwheelchairprototypewasmadebasedonmodulardesignmethod.AnindoorlocationsystembasedWSNusingCSSsensoroftheintelligentwheelchairwasdesignedandtheapplicationoffuzzycontroltheoryinobstacleavoid