智能輪椅的路徑規(guī)劃方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著人口老齡化問題的加重，需要看護(hù)的老年人比例大幅度增加，再加上肢體殘疾的人數(shù)的增多，助老助殘成為現(xiàn)階段亟待解決的社會(huì)問題。智能輪椅的出現(xiàn)，可以為老年人和殘疾人提供代步工具，提高老年人和殘疾人的生活質(zhì)量。路徑規(guī)劃是智能輪椅研究的核心內(nèi)容。做好路徑規(guī)劃，智能輪椅可以更好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
　　智能輪椅路徑規(guī)劃主要包括環(huán)境建模、定位以及路徑規(guī)劃算法三部分。其中，環(huán)境建模和定位是路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)，路徑規(guī)劃算法是路徑規(guī)劃的核心。經(jīng)驗(yàn)證，單一的

2、基于柵格法的路徑規(guī)劃算法以及蟻群算法均可按要求規(guī)劃出路徑，但每種算法都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。如果將兩種算法相結(jié)合，組成基于柵格法的蟻群算法進(jìn)行路徑規(guī)劃，不僅可以將兩者的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，還可以彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，得到明顯優(yōu)于單一算法的結(jié)果。
　　基于柵格法的蟻群算法可以規(guī)劃出較好的路徑，但存在路徑線接觸障礙柵格頂角或所走路徑兩側(cè)均為障礙柵格的現(xiàn)象。即使障礙柵格在膨脹化處理時(shí)加入了安全距離，但由于距離不是很大，當(dāng)輪椅與障礙物距離很近時(shí)，會(huì)使坐在輪椅

3、車上的人認(rèn)為要發(fā)生碰撞，給使用者增加心理壓力。為了解決這一問題，提出了改進(jìn)方法，即分別對(duì)當(dāng)前柵格的正對(duì)方向和對(duì)角方向的鄰近柵格進(jìn)行障礙檢測(cè)，針對(duì)兩種情況制定不同的路徑選擇規(guī)則，從而規(guī)劃路線成功避開了障礙柵格頂角以及狹小區(qū)域，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的可行性。
　　在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)蟻群算法、基于柵格法的路徑規(guī)劃算法、基于柵格法的蟻群算法以及改進(jìn)算法，完成了在不同環(huán)境及同一環(huán)境的不同位置下的仿真。完成了智能輪椅的硬件