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如今的社會(huì)，各種智能化產(chǎn)品聚集在市場(chǎng)，如智能手機(jī)、智能手表、智能輪椅等等。這些產(chǎn)品之所以得到消費(fèi)者的親睞，主要是其中集合了多種傳感器的數(shù)據(jù)采集，可以整合數(shù)據(jù)從而對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行控制，方便消費(fèi)者使用。那么接下來(lái)中國(guó)傳感器交易網(wǎng)小編就給大家介紹角度傳感器在智能輪椅中的應(yīng)用。
智能輪椅的構(gòu)造，結(jié)合了超聲波傳感器、接近開關(guān)、自定位傳感器、角度傳感器和視覺傳感器等等。整個(gè)系統(tǒng)主要由傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊和人機(jī)交互模塊3部分組成。
其中傳感器模塊主要有內(nèi)部狀態(tài)感知和外部環(huán)境感知兩部分構(gòu)成，通過(guò)角度傳感器確定輪椅自身的位姿信息；通過(guò)編碼器的位移速度和距離獲得自定位信息。視覺、超聲波和接近開關(guān)主要負(fù)責(zé)持續(xù)獲得周圍環(huán)境和障礙物的距離信息。驅(qū)動(dòng)控制模塊我們采用后輪驅(qū)動(dòng)的方式，每一個(gè)后輪配置一個(gè)電動(dòng)機(jī)，在控制器的操作下實(shí)現(xiàn)電動(dòng)輪椅的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。人機(jī)交互界面由操作桿和個(gè)人電腦界面數(shù)據(jù)輸入兩種方式，實(shí)現(xiàn)基本的人機(jī)交互功能。
系統(tǒng)的智能輪椅有2個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)輪，各自配備一個(gè)電機(jī)碼盤。由2個(gè)電機(jī)碼盤的實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成了里程計(jì)式的相對(duì)定位傳感器，同時(shí)安裝了角度傳感器和陀螺儀傳感器來(lái)測(cè)量輪椅在行進(jìn)過(guò)程中的姿態(tài)狀態(tài)。
超聲波傳感器和接近開關(guān)被用于感知周圍環(huán)境信息。為獲取更大范圍內(nèi)的障礙物信息，系統(tǒng)配備了8個(gè)紅外傳感器和8個(gè)超聲波傳感器。另外安裝了一個(gè)CCD攝像頭用于判斷前方行進(jìn)路程中的深度信息。
數(shù)據(jù)采集需要選擇的是高性能的數(shù)字信號(hào)處理器作為傳感器模塊的控制芯片，需要較高的頻率和豐富的外圍接口。而系統(tǒng)難點(diǎn)在于姿態(tài)的控制，而此輪椅能夠僅僅依靠?jī)蓚�(gè)輪子完成車體的平衡，保持兩個(gè)輪子分別由獨(dú)立的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且在一條軸線上，車體的重心保持在輪軸以上，使用檢測(cè)車體傾斜角度的角度傳感器實(shí)時(shí)地獲取車體的姿態(tài)信息，機(jī)器人的處理器將傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，按照一定的控制算法計(jì)算出控制量控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)或后退，完成車體的平衡。
角度傳感器用來(lái)測(cè)量輪椅偏離豎直方向的角度，陀螺儀用來(lái)測(cè)量角速度。這樣兩個(gè)傳感器的組合構(gòu)成姿態(tài)傳感器來(lái)檢測(cè)車體平臺(tái)的運(yùn)行姿態(tài)是最重要的。智能輪椅的多傳感器環(huán)境感知系統(tǒng)，各數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單可靠的硬件電路感知環(huán)境信息，每一個(gè)點(diǎn)都得到了充分的使用，也可以便于消費(fèi)者根據(jù)自身生活需要，選擇和組合各模塊使得傳感器模塊的使用恰到好處。
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