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1、综述智能轮椅的研究现状和发展趋势◆何清华黄素平黄志雄中南大学机电工程学院[摘要]本文比较详尽地介绍了智能轮椅的国内外研究现状,论述了研究中若干关键技术问题,并简要分析了其发展趋势。[关键词]智能轮椅移动机器人导航人机接口中[Abstract]Theresearchstatusofintelligentwheelchairathomeandabroadisintroducedinthispaper.Someimportanttechnologyamongresearchisdescribedandthedevelopmentaltrendofintelligentwheelch
2、airisanalyzed.[KeyWords]Intelligentwheelchair;mobilerobot;navigation;man-machineinterface引言乌尔姆大学MAID(老年人及残疾人助动器)项目、联合国发表报告指出,全世界人口老龄化进程正BremenAutonomousWheelchair项目、西班牙SIAMO项在加快,今后50年内,60岁以上的人口比例预计将目、加拿大AAI公司TAO项目、欧盟TIDE项目、KISS会翻一番,由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐学院TINMAN项目、台湾中正大学电机系LUOSON年增加,他们存在不同程度的能力
3、丧失,如行走、视项目、我国863智能机器人智能轮椅项目及第三军力、动手及语言等。为了给老年人和残障人士提供性医大学外科研究所项目等。由于各个实验室的目标能优越的代步工具,帮助他们提高行动自由度及重新及研究方法不尽相同,每种轮椅解决的问题及达到融入社会,目前美国、德国、日本、法国、加拿大、西班的能力不同。[1-9]牙及中国等国家对智能轮椅进行了研究,使智能初期的研究,赋予轮椅的功能一般都是低级控轮椅具有记忆地图、避障、自动行走、与用户交互等制,如简单的运动、速度控制及避障等。随着机器人控功能。制技术的发展,移动机器人大量技术用于轮椅,智能智能轮椅是将智能机器人技术应用于电动轮椅
4、,轮椅在更现实的基础上,有更好的交互性、适应性、自融合多种领域的研究,包括机器视觉、机器人导航和主性。定位、模式识别、多传感器融合及用户接口等,涉及机西班牙械、控制、传感器、人工智能等技术,也称智能轮椅式SIAMO始于1996移动机器人。年,由ONCE基本文主要介绍智能轮椅的研究现状、发展趋势和金会资助,目标其中的关键技术问题。是根据用户的2.智能轮椅国内外研究现状残障程度及特自1986年英国开始研制第一辆智能轮椅来,许殊需求建造多多国家投入较多资金研究智能轮椅。如美国麻省理功能系统。为达工学院WHEELESLEY项目、法国VAHM项目、德国到要求,特别研图1SIAMO[作者
5、简介]何清华:男,1946年出生,中南大学首席教授,博士生导师,国家863计划特种机器人专家。主研方向:特种机器人,智能轮椅,机电液一体化技术,医疗器械。·12·机器人技术与应用/2003年第2期综述究了系统的模和一个可匹配用户身体能力转换的图形屏幕组成,块化和灵活性,设置为手动、自动、半自动三种模式,手动时轮椅执设计了分布式行用户具体指令和行动任务;自动状态用户只需选构架,也着重开定目标,轮椅控制整个系统,此模式需要高度的可靠发了人机界面,性;半自动模式下用户与轮椅分享控制。为了更好适使用户更易于控应用户需求,研究者在康复中心进行了一系列调查,制轮椅。项目第得出结论:系统必
6、须是多功能的,不仅应适应残障人一个成果是一个士的生理和认知能力,也应适应环境的结构和形态。轮椅原型(见图在此基础上,经改进研制出第二代产品(如图2),相1),其中电子系对于第一代产品,其功能更丰富,面向用户范围更广,图2VAHM统完全由AL性价比更好,改良了大量控制。CALA大学电子德国乌尔姆大学在一个商业轮椅基础上研制了系开发,包括运轮椅机器人MAID(见图3),在乌尔姆市中心车站的动和驾驶控制(低客流高峰期及1998年汉诺威工业商品博览会的展览级控制)、基于大厅环境中进行了实地现场表演。该轮椅机器人在公语音的人机界共场所拥挤有大量乘客的环境中,进行了超过36小时面、操纵杆
7、、由的考验,能够自动识别和判断出行驶的前方是否有行人超声波和红外挡路,或是否可能出现行驶不通的情况,自动采取绕行传感器组成的动作,它甚至还能够提醒挡路的行人让开道路。根据航感知系统(高级行的环境不同,机器运行模式分为:NAN(狭窄区域航控制),轮椅可以行)和WAN(宽区域航行),大大增加了航行准确率。此图3MAID探测障碍及突发项目得到德国科学技术部的财政支持,据计划,这种智不平地带。随着能轮椅将于两年后正式面世,价格会比普通电动轮椅项目的发展,整高出约50%。个系统包括一个麻省理工智能实验室的智能轮椅
