超声波与航迹推算融合的智能轮椅定位方法_张利

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1、第28卷第1期电子测量与仪器学报Vol.28No.1·62·JOUＲNALOFELECTＲONICMEASUＲEMENTANDINSTＲUMENTATION2014年1月DOI:10．13382/j．jemi．2014．01．010*超声波与航迹推算融合的智能轮椅定位方法1，2122211张利秦海春王文彬金爱民王锦波张帅李飞(1．合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009;2．安徽省旌德飞翔电器有限责任公司旌德242600)摘要:针对智能轮椅自主导航中的定位问题，提出了一种适用于室内环境下的智能轮椅定位方法。该方法首先在室内合适位置安置两个超声波发射器，

2、在轮椅上安置超声波接收器阵列，通过空间几何算法和坐标变换原理实现轮椅的初步定位，然后对传统的航迹推算方法进行改进，提高轮椅相对定位的精度，最后采用卡尔曼滤波将2种定位方法进行融合。仿真实验结果表明，该方法比单独使用绝对定位或相对定位的精度要高许多，能够满足轮椅在大面积房间内长时间较准确的定位。关键词:智能轮椅定位;传感器阵列;航迹推算;卡尔曼滤波中图分类号:TP24;TN911．7文献标识码:A国家标准学科分类代码:520．20Intelligentwheelchairpositioningmethodbasedonultrasonicandtrackrec

3、koningfusion1，2122ZhangLiQinHaichunWangWenbinJinAimin211WangJinboZhangShuaiLiFei(1．SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China;2．AnhuiprovinceJingdeFeixiangElectricApplianceCo．，Ltd．，Shengde242600，China)Abstract:Aimingatthepositioningofint

4、elligentwheelchairnavigation，thispaperpresentsanintelligentwheelchairpositioningmethodwhichissuitableforindoorenvironment．Themethodachievestheinitialpositioningofthewheelchairbyspatialgeometricalgorithmandcoordinatetransformation，andtheultrasonicreceiverarraydisposedinthewheelchair

5、andtwoultrasonicemittersplacedinindoorproperposition．Thenthetraditionaltrackreckoningmethodisimprovedtoimprovetheaccuracyofrelativepositioning．Atlast，theKalmanfilteringisusedtofusethetwopositioningmethods．Thesimulationresultsshowthattheaccuracyofthismethodishigherthanindividualab-s

6、olutepositioningorrelativepositioning，anditcanachievemoreaccuratepositioningofthewheelchairforalongtimeinthelargeareaoftheindoorenvironment．Keywords:thepositioningofintelligentwheelchair;sensorarray;trackreckoning;Kalmanfiltering时，这种手动操纵就显得尤为困难。这时，轮椅的1引言自主导航就起到了关键的作用，而实现安全导航的先决条件是可

7、靠的定位。轮椅作为残障人士和老年人的代步和护理工智能轮椅的定位是智能轮椅通过传感器信息估具，在生活中起着重要作用。轮椅的使用者多为有算自身位置和姿态的过程。定位技术分为绝对定位肢体运动障碍的人员，对于轮椅的手动操纵有一定和相对定位，绝对定位主要采用导航信标、地图匹配困难，尤其是当环境中有走动的人或移动障碍物收稿日期:2013-07ＲeceivedDate:2013-07*基金项目:教育部人文社科研究专项(工程科技人才培养研究:12JDGC007)国家级大学生创新创业训练计划项目(201210359078)、安徽省高校质量工程项目(20100096)、安徽高校

8、省级自然科学研究项目(KJ2011ZD01)、安徽省