文档名：特定场景下的电动轮椅自主跟随与避障系统
摘要：面向老年和残障人群出行需求,本文在自主研发的轮椅基础上,提出了一种具有补偿机制的电动轮椅自主跟随与避障双层结构控制系统.外层采用最小二乘优化的三边定位算法实现定位.当跟随信号消失后,引入补偿目标点,实现对电动轮椅跟随速度大小的控制.内层利用模糊控制算法实现多传感器信息融合,有效解决了电动轮椅跟随与避障过程中的方向控制问题.基于开发的电动轮椅控制器完成了多种跟随和避障测试实验.实验结果表明:在跟随速度1.3m/s,跟随距离2～2.5m的基础上,电动轮椅能够实现平滑地速度控制并跟随目标.在最大1.6m/s行驶速度下,电动轮椅能够对可能发生碰撞的移动障碍物实现急停,安全距离大于0.2m,保证了在移动跟随中的安全性要求.
Abstract：Tomeettravelneedsofelderlyanddisabledpeople,anelectricwheelchairautonomousfollowingandobstacleavoidancetwo-layerstructurecontrolsystemwithcompensationmechanismonthebasisofself-developedwheelchairsisproposed.Theouterlayerusesleastsquaresoptimizedtrilateralpositioningalgorithmstorealizepositioning.Whenfollowingsignaldisappeared,acompensationtargetpointisintroducedtorealizecontroloftheelectricwheelchairfollowingspeedmagnitude.Theinnerlayerusesfuzzycontrolalgorithmtoachievemulti-sensorinformationfusion,effectivelysolvedirectionalcontrolprobleminfollowingandobstacleavoidanceprocessofelectricwheelchairs.Basedonthedevelopedwheelchaircontroller,multiplefollowingandobstacleavoidanceexperimentsarecompleted.Theexperimentalresultsshowthatsmoothspeedcontrolofelectricwheelchaircanbeachievedandfollowsthetargetonthebasisoffollowingspeedof1.3m/sandfollowingdistanceof2～2.5m.Theelectricwheelchaircanachieveemergencystopsagainstmovingobstaclesthatmaycollideatamaximumspeedsof1.6m/swithasafetydistanceofmorethan0.2m,ensuringthesafetyrequirementsduringmovement.
作者：张健如 张从鹏 曾顺 杨正富Author：ZHANGJianru ZHANGCongpeng ZENGShun YANGZhengfu
作者单位：北方工业大学机械与材料工程学院,北京100144
刊名：传感器与微系统 ISTICPKU
Journal：TransducerandMicrosystemTechnologies
年，卷(期)：2024, 43(5)
分类号：TP249TP273
关键词：自主跟随 避障 模糊控制 嵌入式控制器 补偿机制
Keywords：autonomousfollowing obstacleavoidance fuzzycontrol embeddedcontroller compensationmecha-nism
机标分类号：TP391.9TP242V279
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：国家重点研发计划特定场景下的电动轮椅自主跟随与避障系统[
期刊论文] 传感器与微系统--2024, 43(5)张健如 张从鹏 曾顺 杨正富面向老年和残障人群出行需求,本文在自主研发的轮椅基础上,提出了一种具有补偿机制的电动轮椅自主跟随与避障双层结构控制系统.外层采用最小二乘优化的三边定位算法实现定位.当跟随信号消失后,引入补偿目标点,实现对电动...参考文献和引证文献
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