论文部分内容阅读
智能轮椅作为老年人和残障人的代步工具,给老年人和残障人的生活提供了极大的便利。智能轮椅要想成为一种便利的代步工具,进行自主运动,必须要准确地知道自身在工作环境中的位置和工作环境的信息,这就是智能轮椅的自身定位问题。近年来,大量的研究投向智能轮椅定位这一领域,智能轮椅室内定位及其应用成为一个热门。本文以天津市应用基础及前沿技术研究计划重点项目为背景,进行了智能轮椅室内定位系统的研究。在对相对定位研究的基础上,提出了一种基于色标定位的绝对定位方法。色标安置在室内环境的地面上,智能轮椅预先学习和存储色标的位置信息和RGB信息,进行地图的创建。然后智能轮椅检测周围环境的RGB信息并和存储的RGB信息比较,进行地图的匹配。当匹配到某一色标时,智能轮椅就知道自身在环境中的位置,再通过电子罗盘测量智能轮椅的偏转角度,就可知道自身在环境中的位姿。智能轮椅室内定位系统由主控模块、颜色采集模块、位移测量模块、超声波避障模块和角度测量模块组成。颜色采集模块采集周围环境的RGB信息;位移测量模块由DSP控制的光电编码器采集轮椅的位移信息;超声波避障模块采集周围环境的障碍物的信息;角度测量模块由电子罗盘采集轮椅的偏转角度。颜色采集模块、位移测量模块和超声波避障模块通过CAN总线与主控模块通信;角度测量模块通过RS232与主控模块通信。主控模块以ARM9系列的AT91SAM9263作为主控芯片,对内部和外部传感器上传的信息进行分析处理,在智能轮椅进行避障的同时完成室内的定位。该定位系统不仅可以实现智能轮椅在室内环境的自定位,也可以根据创建的地图信息进行室内的导航。智能轮椅室内定位系统成本低、可靠性高、实时性好,具有实用性、新颖性,是一种可靠性较高的定位导航系统。该系统不仅能够应用在智能轮椅上也能够应用于其他服务型机器人上,具有显著的社会效益和经济效益。