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国内外导盲机器人研究现状概况

时间:2020-05-23 21:30来源:毕业论文
在国外,从20多年前就有不少的学者及实验室投入导盲设备的设计与研究工作中,一直持续到今日,其中以导盲机器人的研究最为显著,导盲机器人的类型大致上可分为四类: 电子式行进

在国外,从20多年前就有不少的学者及实验室投入导盲设备的设计与研究工作中,一直持续到今日,其中以导盲机器人的研究最为显著,导盲机器人的类型大致上可分为四类:

电子式行进辅具

此类辅具是较早出现的一类导盲机器,最早出现在上个世纪六、七十年代,该类辅具的基本思想是在普通手杖上安装一些探测装置,将探测信号以盲人可以接收到的方式传递回来,例如:使用声音的高低频变化或振动。其目的是让盲人在环境中具有比较安全及快速的行动能力,因此只注重局部性闪避障碍物而不考虑全面性导航,这些装置或元件统称为电子式行进辅具。49506

移动式机器人

移动式机器人又称自走式机器人,其发明的最初用途是应用于工厂自动化的货物搬运作业当中。由于安全与自动化的高标准要求,这类机器人一般都具备有多种传感器以及更智能的计算控制程序。这样优越的条件使其具备了位置估测、路径规划、轨迹追踪、障碍物闪避等等复杂的功能。这类机器人只要在硬件和软件方面稍加改进,再加入人机交流模块,便可做盲人导航之用。目前已成型的产品有很多,但它们的优缺点也有不少,任有许多地方有待改善。这种导盲机器人更适用于老年人,它的特点是系统功能非常强大,稳定性较强,有辅助行走的功能,对老年人及体弱者可以起到很好的支撑作用。但缺点也有很多,比如体积大,重量大,受限于路面状况,且其续航能力有限,最总要的是其造价昂贵,非普通消费者所能接受。所以这种导盲机器人普及性不高,也不适用于大部分视力障碍者。

 穿戴式行进辅具

对于大部分盲人而言,他们较常人缺少的仅仅是视觉能力,他们的行动和听觉能力并无异常,利用这一特点,这类行进辅具别出心裁的设计出了这种“腰带式”的便携导盲辅具,它能比移动式机器人提供更机动灵活的行动能力。

这类导盲辅具相较于移动式机器人舍去了动力装置,直接将探测装置穿戴在盲人身上,使用者通过探测装置反馈回来的信息做出相应行动,从而避开障碍物,安全出行。此类辅具适用于大部分行动无障碍的盲人。有着较为广阔的市场前景。

东南大学研制的导盲背心

引导式行进辅具

该类导盲机器出现较晚,相对与其它较为新颖,它的设计理念是在柺杖的末梢接上一具载有多种感测器、小型控制电脑以及下方装有导轮的移动式平台,也就是将原本移动式机器人的动力系统移除,保留智慧感测的部分,这样的结构特点是:无动力装置,充分减少机器的体积重量及盲人的负担,大大提高机器的便携性。轮子柺杖的机构设计,在心理层面上可以给予盲人较大的依赖感与安全感。因此导引式手杖的设计可以弥补目前的柺杖、电子式行进辅具、移动式机器人及穿戴式机器人的一些缺点。这样的结构不论在体积及质量上对一个盲人而言都已具有相当高的可携性,同时又不须像穿戴式机器人那样需要盲人拿着感测器对环境进行扫描,大量的环境资讯便可快捷的被盲人获取。因此这样的设计理念在导盲机器人的研究方面具有相当大的潜力。

白色手杖

发展趋势

随着机器人技术的不断成熟和发展,人们对机器人的需求已经不再仅仅满足于工业自动化生产,而把更多的注意力转移到为人类的生活服务上来。机器人的智能化是机器人的发展趋势,各种控制算法的开发与应用也为智能化提供了更多的实现方式。

导盲机器人作为服务机器人的一种,在外界复杂的情况下,要想使其控制方案更加优化、行进轨迹更加合理,引入新的更先进的传感设备、控制算法以及执行机构是必然趋势。 国内外导盲机器人研究现状概况:http://www.lwfree.com/yanjiu/lunwen_52498.html

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