基于模糊神经网络在智能轮椅避障中的应用

针对机器人在未知环境中的避障问题,提出了一种多传感器信息融合的避障方法.利用多传感器(声纳、摄像头)来采集外部环境信息,使得智能轮椅在移动过程中可以得到更充分的外部环境信息;使用基于Takagi-Sugeno (T-S)模型的模糊神经网络来对环境信息进行融合;通过融合的结果来控制轮椅的避障行为.通过模拟实验验证和分析,表明了该方法在解决轮椅避障问题方面有很好的效果,同时优化了轮椅避障的路径,提高了智能轮椅使用的安全性和方便性.     

智能轮椅室内避障导航及仿真实现

关于智能轮椅路径识别问题,如何采集外界障碍物信息,以及迅速的做出判断是智能轮椅进行室内避障导航的关键.针对轮椅受路面粗超度,轮胎变形,和结构变彤等的影响,整个系统表现为高度的非线性和不确定性.为解决上述问题,提出在智能轮椅中安装超声、红外传感器,利用模糊逻辑算法处理障碍物信息进行室内避障导航.在 Simulink 中建立轮椅运动学模型和创建模糊控制理论的模糊控制器,进行智能轮椅避障导航仿真.仿真结果表明,智能轮椅能有效完成室内避障,到达目的地,获得良好的避障导航效果.将该方案应用到智能轮椅上,将提高轮椅的智能水平,扩大其应用空间.     

基于激光和单目相机信息融合的智能轮椅避障策略研究

针对智能轮椅使用环境复杂多变,障碍物形状各异,单一传感器无法获得完整的环境信息的问题,提出一种基于激光传感器和单目视觉传感器信息融合的障碍物检测方法。通过单目相机和激光雷达传感器感知智能轮椅周围环境,得到障碍物的形状、距离分布状况等信息;在此基础上提出两种传感器信息的融合策略,建立局部障碍物地图,进一步采用模糊神经网络完成整体避障算法,实现智能轮椅安全、快速避障等功能。实验结果验证了文中所提避障算法的可行性及有效性。     

基于多传感器融合的智能电动轮椅模糊测距控制

传统电动轮椅在复杂的外界环境及技术误差下,避障方法存在着误判率高,检测精准度低的问题。为了提高智能轮椅自动避障的安全性,设计基于多传感器融合技术,对智能轮椅实现模糊测距控制的智能控制器。能够根据电动轮椅配置的传感器数量和类型,可靠获取障碍物与轮椅之间的数据信息,并利用多传感器信息融合技术,分析预测障碍物相关的具体信息数据。在给定值的基础上,计算需要的多种控制变量,并进行模糊量化处理。根据模糊控制规则,在智能轮椅与障碍物模糊语言描述之间的关系下进行模糊决策,非模糊化处理,确保智能轮椅运行更加安全、稳定。     

基于模糊控制的嵌入式智能轮椅控制研究

设计了一种新的智能轮椅,该轮椅的控制器应用了嵌入式技术和模糊控制技术,运用了先进的传感设备,使之能够感知环境信息,具有实时避障功能.时智能轮椅的避障过程进行了仿真,得到比较好的控制效果,并证明用模糊控制策略实现实时避障功能的可行性.     

模糊控制技术在智能轮椅避障中的应用

本文简单介绍了超声传感器的工作原理。并用多个超声波传感器来获取环境信息,得到障碍物的距离和方向的信息,然后基于模糊控制技术对这些信息进行数据融合,从而实现智能轮椅的安全避障。     

残疾人轮椅智能避障功能创新研究

为研究电动轮椅的智能避障功能,该研究特点在于将HC-SR04超声波传感器和ZY101红外避障传感器相结合使轮椅对环境的感知更加准确,通过多传感器融合技术和模糊控制技术的研究进一步提高避障功能计算的精确度,使电动轮椅在实际行驶中可以自主地完成路线规划并躲避障碍物,更安全便捷地抵达目的地.     

基于多传感器信息融合的智能小车避障

针对智能小车在不确定坏境下自主避障的情况,采用超声波传感器和红外传感器相结合来感知外界环境信息。将传感器采集到的各种数据利用T-S模糊神经网络进行融合．通过实验仿真表明：此方法能够使智能小车对障碍物灵活避障．     

基于模糊贝叶斯网络算法的智能轮椅避障

对传统BP神经网络模糊逻辑的智能轮椅避障方法在训练过程中存在的过拟合和避障路径不够优化的问题,提出了一种模糊贝叶斯网络避障算法以降低神经网络的复杂度;该算法利用模糊神经网络对隶属度函数的参数进行自主学习调整,同时为增强神经网络的泛化能力和计算能力,在网络目标函数中加入权衰减项,利用贝叶斯原理优化神经网络的结构和权值;仿真和实机实验表明,该算法在训练结果和避障效果上均优于传统BP神经网络,提高了智能轮椅避障的实时性,优化了避障路径,可满足用户对智能轮椅安全性和舒适性的需求。      

模糊控制在机器人超声避障系统的应用

本文介绍模糊控制技术与智能轮椅机器人超声波避障技术相结合的应用.本系统使用超声波的探测距离作为输入信号,经模糊控制技术处理后,输出机器人左右轮的转动速度来实现超声波避障.在MATLAB环境下开发模糊控制器并仿真出模糊控制策略.在智能轮椅机器人超声避障系统中得到成功应用.     

Vision-Based Navigation for an Electric Wheelchair Using Ceiling Light Landmark

This paper presents an autonomous wheelchair system with the capability of self-location and obstacle avoidance. The wheelchair is equipped with two TV cameras that are used for self-location and obstacle avoidance, respectively. In this system, the fluorescent ceiling lights are chosen as landmarks since they can be easily detected and do not require an additional installation. A recognition procedure of landmarks is described by which the desired landmark images in the navigational environment can be retrieved. A self-location technique using ceiling light landmarks is proposed. Using this self-location function, the wheelchair can locate itself in a world coordinate system. The path planning based on landmark and the method of generating a control scheme are presented so that the wheelchair is capable of navigating along any path from start position to goal position. A low cost and high-speed vision system for the detection and avoidance of obstacle is developed and the principal of obstacle avoidance is introduced. A number of navigation experiments are conducted for the wheelchair in an indoor environment. The experimental results indicate the effectiveness of the wheelchair system.     

A Wheelchair Steered through Voice Commands and Assisted by a Reactive Fuzzy-Logic Controller

This paper describes new results with a Reactive Shared-Control system that enables a semi-autonomous navigation of a wheelchair in unknown and dynamic environments. The purpose of the reactive shared controller is to assist wheelchair users providing an easier and safer navigation. It is designed as a fuzzy-logic controller and follows a behaviour-based architecture. The implemented behaviours are three: intelligent obstacle avoidance, collision detection and contour following. Intelligent obstacle avoidance blends user commands, from voice or joystick, with an obstacle avoidance behaviour. Therefore, the user and the vehicle share the control of the wheelchair. The reactive shared control was tested on the RobChair powered wheelchair prototype [6] equipped with a set of ranging sensors. Experimental results are presented demonstrating the effectiveness of the controller.     

基于超声波传感器的脑控轮椅避障系统的研究

针对脑控轮椅行驶时因用户脑电信号的不稳定性可能引起碰撞事故发生的现象,提出了一种避障方法,并设计了多路超声波传感器避障系统及避障提示反馈界面;反馈界面上实时显示的提示信息将辅助用户做出有效的避障决策;当用户采用脑电自主控制轮椅运行时,若无法成功避障,则该避障系统立即启动紧急停车功能以避免与障碍物发生碰撞,保证了脑控轮椅用户的人身安全;实验结果表明:当把安全区域临界值、前后及左右紧急停车距离临界值分别设置为500mm、400mm和200mm时,该超声波传感器避障系统稳定性好、实时性强,能够满足脑控轮椅的用户安全导航的需要.     

基于毫米波雷达的智能车辆纵横向主动避障控制系统设计

智能车辆所搭载监测设备对障碍物目标的识别准确性,影响行驶车辆的纵横向避障能力。为避免车辆与障碍物发生碰撞,提升智能车辆的纵横向避障能力,设计基于毫米波雷达的智能车辆纵横向主动避障控制系统。在底层控制单元中,按需连接纵横向导航控制元件与毫米波雷达摄像头,完成智能车辆纵横向主动避障控制系统的部件结构设计。利用毫米波雷达监测所得的车辆避障图像,定义空间坐标系转换条件,通过标定雷达相机参数的方式,实现基于毫米波雷达的智能车辆避障路径规划。建立车辆纵横向运动模型,根据避障安全距离计算结果,完善具体控制流程,联合各级硬件应用结构,完成基于毫米波雷达的智能车辆纵横向主动避障控制系统的设计。实验结果表明,所设计系统可在智能车辆通过障碍物目标时,保证车体与障碍物之间的距离大于0.3m,能够避免碰撞行为发生,对于车载监测设备而言,其对于障碍物目标的准确识别能力得到了保障,能够有效提升智能车辆纵横向避障能力。     

智能移动机器人的超声避障研究

智能移动机器人是机器人研究领域的重要方向,是当前机器人领域中最活跃的研究主题之一.在分析了智能移动机器人避障常用传感器的基础上,提出了基于多超声传感器的移动机器人的超声避障系统.介绍了超声避障系统的模糊控制规则和非模糊化,并给出了实验结果.实验结果表明,模糊控制机理和策略易于接受和理解,便于应用开发,模糊避障算法对环境有很大的适应性,机器人在不同的环境条件下实现了避障.     

Auto-navigation of a wheelchair

This paper presents an autonomous wheelchair system with the capability of self-localization and obstacle avoidance. In our system, the ceiling lights are chosen as landmarks to realize the self-localization of the wheelchair, and a laser range-finder is used for obstacle avoidance. First the approaches of landmark recognition and selflocalization for the wheelchair are proposed. Then the principle of obstacle avoidance using a laser range-finder is described. Finally, the total system of the wheelchair is introduced and a navigational experiment is described. Experimental results indicate the effectiveness of our system. This work was presented, in part, at the International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, February 18–20, 1996     

基于模糊控制的轮椅自主跟随与避障系统

为了减轻看护人员的负担,设计并实现了一种基于模糊控制的嵌入式轮椅自主跟随与避障系统。首先利用激光扫描雷达实时探测轮椅周围人员和障碍物的位置,并结合信号强度定位方法,将目标人员准确识别出来。然后将目标人员和障碍物的相对于轮椅的位置偏差作为输入,利用模糊控制方法,建立模糊控制规则,将跟随与避障进行综合决策,控制轮椅的线速度和角速度以实现自主跟随与避障。实验表明轮椅能准确识别出目标人员和干扰人员,对目标人员的跟随效果较好,并能在跟随过程中准确避开障碍物。     

A versatile and safe mobility assistant

The Bremen autonomous wheelchair implements obstacle avoidance plus driving and routing assistance in a shared-control system. This article shows how the tasks of reliably detecting obstacles in the environment and safely avoiding these obstructions are solved