《智能輪椅簡(jiǎn)介》PPT課件.ppt

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1、智能輪椅簡(jiǎn)介 2012.5.2 一、智能機(jī)器人 1.智能機(jī)器人 機(jī)器人（ Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器 裝置 。它既 可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也 可以根據(jù)以 人工智能 技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的 任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建 筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。 機(jī)器人是高級(jí)整合 控制論 、 機(jī)械電子、 計(jì)算機(jī) 、材料和 仿生學(xué) 的產(chǎn)物。 行業(yè)定義：機(jī)器人是靠自身 動(dòng)力 和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各 種功能的一種機(jī)器。 聯(lián)合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)給機(jī)器人下 的定義：“一種可編程和多功能的操作機(jī)；或是為了 執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作

2、的 專門系統(tǒng)。” 2.智能機(jī)器人的組成 機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、 驅(qū)動(dòng)裝置 、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng) 和復(fù)雜機(jī)械等組成。 （ 1）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開(kāi)鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中 的運(yùn)動(dòng)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副或移動(dòng)副常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即 為機(jī)器人的 自由度數(shù) 。根據(jù)關(guān)節(jié)配置型式和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式 的不同，機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、 極坐標(biāo) 式和關(guān)節(jié)坐標(biāo)式等類型。出于擬人化的考慮，常將 機(jī)器人本體的有關(guān)部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、 手部（夾持器或末端 執(zhí)行器 ）和行走部（對(duì)于 移動(dòng)機(jī)器人 ） 等。 （ 2）驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置是驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的

3、機(jī)構(gòu)，按照控制系 統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)，借助于動(dòng)力元件使機(jī)器人進(jìn)行 動(dòng)作。它輸入的是 電信號(hào) ，輸出的是線、角位移量。 機(jī)器人使用的驅(qū)動(dòng)裝置主要是 電力 驅(qū)動(dòng)裝置，如 步 進(jìn)電機(jī) 、 伺服電機(jī) 等，此外也有采用 液壓 、氣動(dòng)等 驅(qū)動(dòng)裝置。 （ 3）檢測(cè)裝置 檢測(cè)裝置是實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及工作 情況 ，根 據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后， 對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動(dòng)作符合預(yù) 定的要求。作為檢測(cè)裝置的 傳感器 大致可以分為兩 類：一類是內(nèi)部信息傳感器，用于檢測(cè)機(jī)器人各部 分的內(nèi)部狀況，如各關(guān)節(jié)的位置、速度、 加速度 等， 并將所測(cè)得的信息作為反饋信號(hào)送至控制器，形成

4、 閉環(huán)控制。 一類是外部信息傳感器，用于獲取有關(guān)機(jī)器人的作業(yè)對(duì)象 及外界環(huán)境等方面的信息，以使機(jī)器人的動(dòng)作能適應(yīng)外界 情況的變化，使之達(dá)到更高層次的自動(dòng)化，甚至使機(jī)器人 具有某種“感覺(jué)”，向智能化發(fā)展，例如視覺(jué)、聲覺(jué)等外 部傳感器給出工作對(duì)象、工作環(huán)境的有關(guān)信息，利用這些 信息構(gòu)成一個(gè)大的反饋回路，從而將大大提高機(jī)器人的工 作精度。 （ 4）控制系統(tǒng)有兩種方式 一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺(tái) 微型計(jì)算 機(jī) 完成。另一種是分散（級(jí)）式控制，即采用多臺(tái) 微機(jī) 來(lái) 分擔(dān)機(jī)器人的控制，如當(dāng)采用上、下兩級(jí)微機(jī)共同完成機(jī) 器人的控制時(shí)， 主機(jī) 常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動(dòng) 學(xué)

5、和動(dòng)力學(xué)計(jì)算，并向下級(jí)微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級(jí) 從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對(duì)應(yīng)一個(gè) CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和 伺服控 制 處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)，并向主機(jī)反饋信息。根據(jù)作業(yè) 任務(wù)要求的不同，機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、 連續(xù)軌跡控制和力（力矩）控制。 3.智能機(jī)器人的分類 中國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩 大類，即工業(yè)機(jī)器人和 特種機(jī)器人 。所謂工業(yè)機(jī)器人 就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。 而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造 業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器 人、 水下機(jī)器人 、娛樂(lè)機(jī)器人、 軍用機(jī)器人 、農(nóng)業(yè)機(jī) 器人、機(jī)器人化機(jī)器等。

6、 在特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系 的趨勢(shì)，如服務(wù)機(jī)器人 （視頻 1） 、水下機(jī)器人、軍 用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。 國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分 為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人，這和中國(guó)的分類是一致的。 空中機(jī)器人 又叫無(wú)人機(jī)器，近年來(lái)在軍用機(jī)器人家族 中，無(wú)人機(jī)是科研活動(dòng)最活躍、技術(shù)進(jìn)步最大、研究 及采購(gòu)經(jīng)費(fèi)投入最多、實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)最豐富的領(lǐng)域。 80多 年來(lái)，世界無(wú)人機(jī)的發(fā)展基本上是以美國(guó)為主線向前 推進(jìn)的，無(wú)論從技術(shù)水平還是無(wú)人機(jī)的種類和數(shù)量來(lái) 看，美國(guó)均居世界之首位。 家務(wù)型機(jī)器人：能幫助人們打理生活，做簡(jiǎn)單

7、的家務(wù) 活。 操作型機(jī)器人：能 自動(dòng)控制 ，可重復(fù)編程，多功能， 有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng) 中。 程控型機(jī)器人 :：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制 機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。 家務(wù)型機(jī)器人：能幫助人們打理生活，做簡(jiǎn)單的家務(wù)活。 操作型機(jī)器人：能 自動(dòng)控制 ，可重復(fù)編程，多功能，有幾 個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。 程控型機(jī)器人 :：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī) 器人的機(jī)械動(dòng)作。 示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過(guò)引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人 動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。 數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)

8、機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。 感覺(jué)控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的 動(dòng)作。 適應(yīng)控制型機(jī)器人：能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行 動(dòng)。 學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的 學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。 搜救類機(jī)器人：在大型災(zāi)難后，能進(jìn)入人進(jìn)入不了 的廢墟中，用紅外線掃描廢墟中的景象，把信息傳 送給在外面的搜救人員。 阿西莫機(jī)器人三定律 科幻小說(shuō)家艾薩克 阿西莫夫在小說(shuō)中所訂立的“機(jī) 器人三定律”。阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出的三條“定 律”（ law），程序上規(guī)定所有機(jī)器人必須遵守： 一：機(jī)器人不得傷害人

9、類，或袖手旁觀坐視人類受 到傷害； 二：除非違背第一法則，機(jī)器人必須服從人類的命 令； 三：在不違背第一及第二法則下，機(jī)器人必須保護(hù) 自己。 二、智能電動(dòng)輪椅 1.智能輪椅的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 智能輪椅通常是在一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)輪椅的基礎(chǔ)上，增加 一臺(tái)電腦和一些傳感器或者在一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的基礎(chǔ) 上增加一個(gè)座椅進(jìn)行構(gòu)建。 最早的相關(guān)研究開(kāi)始于 1986年，輪椅通過(guò)視覺(jué)進(jìn)行導(dǎo) 航協(xié)助。之后 IBM T.J.Watson Research Center的 Connell 和 Viola將座椅放在一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)上， 利用操縱桿、超聲和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的行走 和避障等導(dǎo)航

10、功能。 Jaffe等負(fù)責(zé)的 smart wheelchair 項(xiàng)目利用兩個(gè)超聲波傳感器測(cè)定人的頭部運(yùn)動(dòng)位置， 并以此實(shí)現(xiàn)了利用頭部姿勢(shì)控制輪椅的運(yùn)動(dòng)。 經(jīng)過(guò) 20多年的開(kāi)發(fā)， 世界各國(guó)的研究者相繼開(kāi)發(fā)了 多種智能輪椅平臺(tái)。如美國(guó)麻省理工大學(xué)的 Wheelesley, 密西根大學(xué)的 NavChair，匹茲堡大學(xué)的 Haphaestus， SWCS(Smart Wheelchair ComponentSystem), 加拿大的 TAO項(xiàng)目， 西班牙的 SIAMO, 法國(guó)的 VAHM, 德國(guó)烏爾姆大學(xué)的 MAid,不萊 梅大學(xué)的 Rolland, FRIEDNS I,II系列 ,希臘的 SEN

11、ARIO等。 我國(guó)開(kāi)展智能輪椅的研究較晚，但是也根據(jù)自己的技 術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)， 開(kāi)發(fā)出了有特色的智能輪椅平臺(tái)， 包括中科院自動(dòng)化所的多模態(tài)交互智能輪椅、嵌入式 智能輪椅， 上海交通大學(xué)的多功能智能輪椅， 中科 院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院基于頭部動(dòng)作的智能輪椅等等。 在控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面， 目前多數(shù)智能輪椅平臺(tái)上采用 的是主從式控制方式。 上位機(jī)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的整體控制， 包括各功能子模塊的協(xié)調(diào)， 任務(wù)規(guī)劃， 系統(tǒng)管理以 及人機(jī)交互等， 同時(shí)完成運(yùn)動(dòng)控制量的計(jì)算、 送到 下位機(jī)， 以完成對(duì)輪椅的運(yùn)動(dòng)控制。 該種控制模式對(duì)硬件的要求較為簡(jiǎn)單， 系統(tǒng)較容易構(gòu) 建， 是系統(tǒng)驗(yàn)證期所采用的典型結(jié)構(gòu)。 目

12、前上位機(jī) 多采用普通 PC機(jī)，由于信息的集中處理使得上位機(jī) 的信息處理量大，負(fù)擔(dān)很重，實(shí)時(shí)性較差，無(wú)法滿足 實(shí)際使用的需要。 隨著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，采用嵌入式控制系統(tǒng)構(gòu) 建智能輪椅平臺(tái)逐漸引起研究者們的注意，系統(tǒng)采用 ARM+DSP+FPGA的方式來(lái)分別構(gòu)建智能輪椅的中央 控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)， 整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，具有實(shí)時(shí)性高、功耗低，續(xù) 航時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。 在控制模式方面，智能輪椅上普遍采用的是三種模式： 自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式、手動(dòng)模式。 在自動(dòng)模式下，由使用者通過(guò)人機(jī)交互界面設(shè)定 目標(biāo)，智能輪椅通過(guò)自身獲得的環(huán)境信息自主完成到 目標(biāo)點(diǎn)的路徑

13、規(guī)劃和跟蹤，比如到臥室，客廳等。該模式主要針對(duì)控制輪椅能力較弱的老年人和殘疾人 ； 在半自動(dòng)模式下， 則是通過(guò)使用者和輪椅之間的 協(xié)作控制來(lái)達(dá)到安全導(dǎo)航的目的。 該模式下以使用者 控制為主， 輪椅控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制過(guò)程中的局部 規(guī)劃和安全檢測(cè)。 比如輪椅行進(jìn)過(guò)程中的自主避障 ； 在門、 走廊等狹窄區(qū)域， 根據(jù)使用者的操縱指令進(jìn) 行局部路徑規(guī)劃， 幫助使用者完成操縱意圖， 同時(shí) 避免危險(xiǎn)發(fā)生等等。 在手動(dòng)模式下， 則是由使用者通過(guò)操縱桿實(shí)現(xiàn)對(duì) 輪椅的完全控制， 相當(dāng)于一臺(tái)普通的電動(dòng)輪椅。在人 機(jī)接口方面， 針對(duì)不同殘疾人群， 研究者們開(kāi)發(fā)了 多種智能輪椅人機(jī)接口。

14、 根據(jù)控制方式的不同，可以分為設(shè)定型人機(jī)接口和自 然型人機(jī)接口兩種。 設(shè)定型人機(jī)接口適用于那些殘疾程度較輕肢體能動(dòng)性 較高而且意識(shí)較好的人群， 包括操縱桿控制、 按鍵 控制、 方向盤控制、 觸摸屏控制、 菜單控制等。 自然型人機(jī)接口的使用人群是那些殘疾程度較高， 肢 體能動(dòng)性較低的人群， 包括語(yǔ)音控制、 呼吸控制、 頭部控制、 手勢(shì)控制、 生物信號(hào)控制等方式。 自然型人機(jī)接口由于交互中存在的無(wú)意識(shí)性使得控制 動(dòng)作與非控制動(dòng)作難以區(qū)分，因此需要采用合理的方 式將兩者加以區(qū)分，以免引起誤操作而導(dǎo)致輪椅失控。 通常智能輪椅上會(huì)根據(jù)使用者殘障程度的不同，安裝 有多種人機(jī)接口，從而能

15、夠與使用者實(shí)現(xiàn)多種途徑的 交互，提供更加安全的運(yùn)動(dòng)控制針對(duì)殘疾程度較重的 使用者，也有部分輪椅采用了輕型機(jī)械臂， 幫助使用 者完成撿拾物品、開(kāi)、 倒水等活動(dòng)。 2.智能輪椅關(guān)鍵技術(shù) 智能輪椅作為服務(wù)機(jī)器人的一種，涉及到了機(jī) 人技術(shù)、信息技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，其關(guān)鍵 技主要包括導(dǎo)航技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)兩部分。 2.1 導(dǎo)航 智能輪椅的導(dǎo)航技術(shù)主要來(lái)源于機(jī)器人技術(shù)，由于智能輪椅是以人為中心的控制系統(tǒng)， 其導(dǎo)航又有特殊性。 除了需要解決導(dǎo)航過(guò)程中輪椅運(yùn)行空間環(huán)境模型建立， 輪椅的定位以及路徑規(guī)劃等問(wèn)題，還更應(yīng)關(guān)注導(dǎo)航中 的安全性以及與使用者的交互性。 為了盡可能準(zhǔn)確地獲取環(huán)境信息，

16、 智能輪椅上都配備 了多種傳感器。包括內(nèi)部或外部編碼器、超聲波傳感 器、紅外傳感器、激光測(cè)距儀、碰撞傳感器、攝像頭等等。 智能輪椅通過(guò)多種傳感器收集數(shù)據(jù)，利用信息融合算法將能夠較準(zhǔn)確的獲得環(huán)境特征， 為精確的導(dǎo)航提供 可靠的依據(jù)。目前研究者們已經(jīng)提出了多種信息融合 算法， 包括有加權(quán)平均法、 貝葉斯估計(jì)、卡爾曼濾 波、 模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。 （視頻 2） 2.1.1 全自主導(dǎo)航 智能輪椅的全自主導(dǎo)航主要是解決“ go-to-goal” 的問(wèn) 題。使用者通過(guò)人機(jī)界面給出目標(biāo)點(diǎn)，由輪椅完成路 徑規(guī)劃和路徑跟蹤。其導(dǎo)航技術(shù)主要采用自主移動(dòng)機(jī) 器人的相關(guān)技術(shù)。導(dǎo)航的方法很多， 包括基

17、于路標(biāo)導(dǎo) 航、 基于地圖導(dǎo)航、基于傳感器導(dǎo)航和基于視覺(jué)導(dǎo)航 等。 導(dǎo)航系統(tǒng)通常是由其中一種或幾種方式結(jié)合起來(lái)構(gòu)成。 導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器檢測(cè)環(huán)境信息， 建立環(huán)境模 型， 確定輪椅的位置和方向， 然后規(guī)劃出安全有效 的運(yùn)動(dòng)路徑， 并自主實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤。 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 系統(tǒng)需要與使用者進(jìn)行實(shí)時(shí)交互， 根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)的變更實(shí)時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)路徑。 2.1.3 半自主導(dǎo)航 半自主導(dǎo)航，也稱為分享導(dǎo)航 (sharednaviga-tion)， 主要是解決“ where he/she wants to go”的問(wèn)題，是 智能輪椅導(dǎo)航研究中的重點(diǎn)。目前智能輪椅半自主導(dǎo) 航主要關(guān)注于意圖理解 (Im

18、p-licit communication)和安 全避障 (safeob stacle- avoidance)的問(wèn)題。 意圖理解是指當(dāng)輪椅處于環(huán)境較為復(fù)雜的情況下，根 據(jù)自身的環(huán)境探測(cè)以及使用者的操縱指令給出合理的 行動(dòng)規(guī)劃， 或者通過(guò)人機(jī)交互的方式來(lái)給出幾種選擇 以供使用者參考。 安全避障則是指在保證使用者操縱指令正確執(zhí)行的情 況下使輪椅避開(kāi)障礙物， 防止碰撞的發(fā)生。 2.人機(jī)接口 智能輪椅是以人為中心的控制系統(tǒng)，因此，智能輪椅的控制系統(tǒng)不是設(shè)計(jì)的自主性越高越好，而是應(yīng)該考 慮到使用者的身體特點(diǎn)， 有效地補(bǔ)償他 /她的不足， 充分發(fā)揮他 /她的主動(dòng)性。這就決定了智能輪椅人機(jī)接

19、口的多樣性。人機(jī)接口的設(shè)計(jì)需要考慮使用者的生理 特點(diǎn)以及在各種情況下的心理反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)輪椅與使用者之間的和諧合作機(jī)制。 (1)操縱桿控制。該方式指示方向明確簡(jiǎn)單，是電動(dòng)輪 椅的標(biāo)準(zhǔn)配置， 因此在多數(shù)智能輪椅上都仍然保留了 這一人機(jī)接口。 但是在使用者手部存在病理性顫動(dòng)的 情況下， 采用普通操縱桿將無(wú)法正常地操縱輪椅。針 對(duì)這樣的情況，不少研究者進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了“智能”操縱桿。 (2)按鍵、觸摸屏、菜單控制。這些方式一般是將輪椅 的方向控制分為 4個(gè)或 8個(gè)方向的按鍵。 其好處是輪 椅運(yùn)動(dòng)方向明確、 控制較精確， 而缺點(diǎn)是不夠靈活。 (3)語(yǔ)音控制。利用口令識(shí)別和語(yǔ)音合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)使 用者

20、與輪椅的語(yǔ)音對(duì)話以及對(duì)輪椅運(yùn)動(dòng)的控制。 西班 牙的 SIAMO， 中科院自動(dòng)化所的多模態(tài)交互智能輪 椅，上海交通大學(xué)的智能輪椅均采用了語(yǔ)音交互的人 機(jī)接口。但目前所使用的語(yǔ)音命令是離散的，只能進(jìn) 行簡(jiǎn)單的方向命令控制，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的語(yǔ) 言對(duì)話，而且在環(huán)境嘈雜的情況下語(yǔ)音命令的識(shí)別率 往往會(huì)急劇下降。 (4)呼吸控制。 使用者可以通過(guò)在一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)上吹 氣以激活期望的輸出從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅的控制。西班牙 的 SIAMO采用了這種驅(qū)動(dòng)方式。通過(guò)差動(dòng)氣流傳感器 檢測(cè)輸入的呼吸氣流的強(qiáng)度和方向，輸出經(jīng)過(guò)處理和 編碼后的控制命令傳送到導(dǎo)航模塊。根據(jù)傳感器信號(hào) 的強(qiáng)度控制輪椅的線速度，根據(jù)氣流的方

21、向控制輪椅 的角速度。 (5)頭部控制。頭部運(yùn)動(dòng)是能夠指示方向的一個(gè)很自然 的方式， 可以直接用來(lái)替代操縱桿保持相似的控制， 且這種方式給那些高度脊椎損傷和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)疾病的病 人帶來(lái)獨(dú)立控制的可能性。 (6)手勢(shì)控制。通過(guò)手勢(shì)的指向來(lái)獲取控制信息。使用 者帶上特定顏色的手套，控制系統(tǒng)通過(guò) CCD攝像頭獲 得圖像信息并將手部區(qū)域分隔出來(lái)，以判斷使用者的 手勢(shì)，進(jìn)而將手勢(shì)指令轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)指令，達(dá)到控制輪 椅運(yùn)動(dòng)的目的。 （視頻 3,6） (7)生物信號(hào)控制。包括通過(guò)檢測(cè)肌動(dòng)電流（ EMG）， 腦動(dòng)電流（ EEG），眼動(dòng)電流（ EOG）來(lái)判斷使用 者的行使意圖， 并進(jìn)而控制輪椅相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。 （視頻 4,5） 3.存在的問(wèn)題 (1)人機(jī)交互不夠自然。雖然已開(kāi)發(fā)了多種智能輪椅 人機(jī)交互接口， 但是仍處于通人機(jī)接口對(duì)輪椅進(jìn)行簡(jiǎn) 單控制的階段， 對(duì)自然中使用者的無(wú)意識(shí)行為與有意 識(shí)行為的區(qū)分還缺，無(wú)法達(dá)到自然交互的目的。 (2)輪椅的安全保統(tǒng)不夠完善。 目前多數(shù)智能輪椅平 臺(tái)較重視功能現(xiàn)， 對(duì)于各種環(huán)境下危險(xiǎn)發(fā)生的可能性 以及相應(yīng)障措施研究不夠。 (3)智能輪椅控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性較功耗較大， 續(xù)航能力 不高， 離真正的實(shí)用還有一定離。