基于CAN通信的电动轮椅电机控制系统设计

为实现低成本高性能的电动轮椅车,开发了以FREESCALE 8位微处理器MC9S08DZ128为核心的电动轮椅电机控制器。系统采用基于CAN通信的全新架构,提高了系统的灵活性和可扩展性。结合轮椅的运行要求,设计了以电压反馈为主,带电流补偿以及过电流截止保护的双电机协调控制方案。轮椅样机运行试验证明,系统运行实验性能良好,达到了预期设计目标。     

TRIZ理论在特殊群体辅助轮椅创新设计中的应用

目的针对老年人、患病者等特殊群体在坐立交替时容易出现摔倒等意外情况,将TRIZ理论与人机工程相结合,对特殊群体辅助轮椅进行创新设计。方法利用TRIZ理论的冲突解决原理及人机工程学的相关知识,对所改进的辅助轮椅提出了创新设计思路,并对在设计过程中出现的技术冲突,制定出了详细的解决措施。结论将TRIZ理论与人机工程相结合对辅助轮椅进行设计实践,验证了应用该方法为产品设计构思提供创新思路的可行性,并为相关产品的开发设计提供了重要参考。     

片上逻辑分析仪的设计

提出了一种用在FPGA上实现的片上逻辑分析仪的设计方案;随着FPGA的规模的增大,在其内部可以实现复杂的SoC设计,但是I/O端口数量有限,采用VHDL设计,可以在源代码级插入到设计中,这也使得它与FPGA的器件类型和开发软件保持独立,它可以对FPGA内部的任何信号和复杂的事件进行追踪,采样的结果保存在通过片上的同步RAM实现的循环跟踪缓存区,通过AMBAAPB总线接口完成对触发引擎控制和缓存区的读写;这种实现方案的逻辑分析仪占用资源小,可以达到的频率高,可广泛应用到基于AMBA总线的SoC设计中;最后,对可改进的方向进行了分析。     

高重频激光地面足印探测器峰检电路的设计

设计了一款两级峰值检测电路,实现对上升沿为3 ns、脉宽为5 ns、下降沿为3 ns、重频为10 kHz的脉冲信号的峰值检测与保持,利用STM32单片机的模数转换器完成电压信号采集。给出以APD为光电探测器件的地面探测器系统的基本结构框图,利用探测器系统中的放大电路模块使接收激光脉冲宽度从1 ns展宽至5 ns,搭配峰值检测电路模块实现窄脉宽、高重频激光信号的检测与数据记录。利用信号源完成峰值检测电路部分的功能测试,使用重频为1 kHz、脉宽约为1 ns的激光器完成探测器系统整体的功能测试,实验证明此系统可以较好地检测并记录该激光信号的峰值。     

基于低复杂度编译码的数据流错误纠错方法

针对单粒子翻转可能带来的数据流错误,设计一种改进的数据流错误纠错方法。利用线性分组码的相关理论,分析常用数据流容错方法的容错能力,从线性分组码的编译码原理出发给出一种低复杂度编译码算法,基于该编码的容错方法能够以较少的开销纠正单粒子翻转造成的单比特数据错误。实验结果表明,该方法能够有效纠正单粒子翻转造成的数据错误,与常用的纠检错方法相比,具有较优的纠错性能和较少的容错开销。     

车载牵引变压器智能故障诊断技术新研究

车载牵引变压器故障诊断的方法是将人工智能算法和油中气体分析法(DGA)相结合,但溶解气体由于再生、取样、色谱分析的原因,其数据存在许多的不确定性。提出将电气量与一种新的小波神经网络模型相结合的新方法来诊断牵引变压器故障。将电气量信号作为新网络模型的输入,网络的隐藏层采用具有正交性的Daubechies函数作为激函数,学习优化算法则采用引入量子计算和免疫算法的混合粒子群算法。试验结果证明,提出的智能故障诊断算法拥有更快的诊断速度和更高的准确率。     

Coordinated control of an intelligentwheelchair based on a brain-computer interface and speech recognition

An intelligent wheelchair is devised, which is controlled by a coordinated mechanism based on a brain-computer interface （BCI） and speech recognition. By performing appropriate activities, users can navigate the wheelchair with four steering behaviors （start, stop, turn left, and turn right）. Five healthy subjects participated in an indoor experiment. The results demonstrate the efficiency of the coordinated control mechanism with satisfactory path and time optimality ratios~ and show that speech recognition is a fast and accurate supplement for BCI-based control systems. The proposed intelligent wheelchair is especially suitable for patients suffering from paralysis （especially those with aphasia） who can learn to pronounce only a single sound （e.g.,ah）.     

基于MEMS激光雷达的智能轮椅SLAM研究

轮椅是残障人士和老年人的重要代步工具,传统的电动、手动轮椅移动方式单一,需要他人辅助完成,且无法主动保证使用者的安全。研究了基于机器人操作系统(ROS)的轮椅室外场景建模、路径规划与导航算法。在轮椅上安装MEMS激光雷达,融合体素网格滤波器和LeGO-LOAM算法完成点云处理和室外场景建模;设计了融合百度地图和激光雷达的轮椅导航方式,使用者可根据百度地图提供的路径规划信息遥控轮椅,在建图完毕后,可仅依靠激光雷达完成路径导航和自主移动;结合激光雷达智能感知算法,实现了道路信息的实时感知,使轮椅具备主动安全功能。通过实验验证了建模、感知算法的功能,并完成了融合导航仿真实验,研究内容能够大幅提升智能轮椅使用过程中的安全性能。     

基于计算机视觉的道路标志线车载检测系统与算法设计

提出一种在结构化道路情况下的道路标志线检测系统。选择中值滤波、Sobel算子和最大熵分割算法对道路图像进行预处理。选用2D的直线模型,采用增强型Hough变换从预处理后的图像中获取道路几何特征参数,最终检测出道路边界。建立粗略和精细的感兴趣区域提高道路标志线识别的可靠性和实时性。试验结果表明本算法可靠、有效,户外试验中具有很好的鲁棒性。     

竞速轮椅的结构平稳性分析

对现有的国产竞速轮椅从结构上进行了改进,并建立了三维实体模型。对竞速轮椅在行驶中的动态平稳性进行了分析和计算。要想提高动态平稳性,增大行驶安全系数,必须提高临界行驶速度,从而使竞速轮椅的质心在水平方向上应该尽量靠近后轮轴,在竖直方向上要尽量降低离地高度。