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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 人臉轉(zhuǎn)向控制的智能輪椅
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 為解決方向識別與目標(biāo)實(shí)時跟蹤問題，提出了一種基于磁阻傳感器和加速度傳感器的實(shí)時方向隨動系統(tǒng)。通過在智能輪椅上的應(yīng)用實(shí)踐，驗(yàn)證了其可行性和實(shí)用性。測量分析表明，該系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、能耗低等優(yōu)勢
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著社會的發(fā)展和人類文明程度的提高，殘疾人和行動不方便的老年人愈來愈需要運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)來改善他們的生活質(zhì)量和生活自由度。因此，對用于幫助殘障人行走的機(jī)器人輪椅的研究已逐漸成為熱點(diǎn)，如西班牙、意大利、日本等國，中國科學(xué)院自動化研究所也成功研制了一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能并能與人進(jìn)行語音交互的機(jī)器人輪椅。通過學(xué)習(xí)調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)外研究的智能輪椅偏向于多功能高科技產(chǎn)品，忽略了現(xiàn)在國內(nèi)普通消費(fèi)者的承受能力，假如用一種簡單的系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)簡潔方便的控制，在使用和價格上都會是普通消費(fèi)者的首選。 因此，一款價格低廉、操縱簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的輪椅研發(fā)必將成為一種趨勢。 本課題在借鑒前人研究的基礎(chǔ)以及我國人民生活水平的現(xiàn)狀，提出了一種在基于3D磁阻傳感器和角度傳感器的智能輪椅方向隨動系統(tǒng)。該系統(tǒng)充分利用了國內(nèi)外先進(jìn)的傳感器技術(shù)和以高性能定點(diǎn)DSP TMS320DF2812微處理器為核心，作為信息的采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和通信單元系統(tǒng)，協(xié)調(diào)智能輪椅的方向隨動控制。在智能輪椅方向隨動系統(tǒng)中采用了三軸磁阻傳感器采集人臉與輪椅的水平方向差，采用角度傳感器采集人臉與輪椅的垂直方向的夾角，兩傳感器共同作用可以獲得較精確的控制效果，能實(shí)時改變輪椅的方向。在實(shí)際運(yùn)用中只需要將傳感器佩戴在頭上即可。該系統(tǒng)在智能輪椅上的應(yīng)用是面向基層的，使研究成果產(chǎn)品化、智能化、簡單化，易于操作，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。為我國能輪椅是助老助殘服務(wù)機(jī)器人系列產(chǎn)品的一個重要研究領(lǐng)域提供了科學(xué)依據(jù)和重要手段。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 提出方向隨動系統(tǒng)，改善老年人和殘疾人的生活。 基本思路： 方向識別方法是采用兩片3D磁阻傳感器形成水平方向差采集系統(tǒng)，由加速度傳感器通過算法計(jì)算消除人頭部佩戴3D磁阻傳感器水平傾角誤差，然后由控制系統(tǒng)控制輪椅方向。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、提出3D磁阻傳感器方向采集的方向差模型。2、方向控制不再需要錄入相應(yīng)的地圖信息。3、建立了DSP控制決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能輪椅方向控制技術(shù)措施優(yōu)化動態(tài)決策即實(shí)現(xiàn)實(shí)時方向控制。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、對3-D磁阻傳感器方向差的采集，消除地磁誤差的干擾；2、DSP控制決策支持系統(tǒng)，系統(tǒng)的解決方案；3、系統(tǒng)的供電電源懸著和電機(jī)的控制精度。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： 本課題采用的方向識別方法是采用兩片3D磁阻傳感器形成水平方向差采集系統(tǒng)，這在理論分析和實(shí)驗(yàn)室模型制作過程中可得，此方案是可行的，它利用了地磁場方向性，但又不會受到地磁場各地區(qū)偏角不同的影響。 先進(jìn)性： 本課題《基于人臉轉(zhuǎn)向控制的智能輪椅》，用本課題所提出方案還沒有，大部分是采用的視頻處理的方法，進(jìn)行人臉識別。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在自動化儀器儀表雜志發(fā)表論文一篇——《基于磁阻傳感器的實(shí)時方向隨動系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)》
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片，模型
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 該作品在智能輪椅上的應(yīng)用是面向基層的，使研究成果產(chǎn)品化、智能化、簡單化，易于操作，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。為我國助老助殘服務(wù)機(jī)器人系列產(chǎn)品的研究領(lǐng)域提供了科學(xué)依據(jù)和重要手段。 該作品優(yōu)勢在于高性價比和簡單的操作性。
同類課題研究水平概述
- 隨著社會的發(fā)展和人類文明程度的提高，殘疾人和行動不方便的老年人愈來愈需要運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)來改善他們的生活質(zhì)量和生活自由度。因此，對用于幫助殘障人行走的機(jī)器人輪椅的研究已逐漸成為熱點(diǎn)，如西班牙、意大利、日本等國，中國科學(xué)院自動化研究所也成功研制了一種具有視覺和口令導(dǎo)航功能并能與人進(jìn)行語音交互的機(jī)器人輪椅。通過學(xué)習(xí)調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外研究的智能輪椅偏向于多功能高科技產(chǎn)品，忽略了現(xiàn)在國內(nèi)普通消費(fèi)者的承受能力。如果用一種簡單的方向控制系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)智能輪椅的方向控制，而且它們的使用價格在普通消費(fèi)者的承受能力之內(nèi)，那么它們必將成為普通消費(fèi)者的首選。因此，一款價格低廉、操縱簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的輪椅研發(fā)必將成為一種趨勢。
