目前,世界人口老龄化的进程不断加快,今后50年内,60岁以上人口的比例预计将会翻番,同时由于各种灾难和疾病造成的残障人士也在逐年增加。为老年人和残障人士提供性能优越的代步工具,让他们能够参加到健全人的正常生活中去,是社会关注的主要问题之一。智能轮椅又称轮椅式移动机器人,具有记忆地图,避障.自动行走、与用户交互及为用户提供特殊服务等功能,可以为行动不便人群提供帮助。智能轮椅将智能机器人技术应用于电动轮椅,融合多种领域的研究,包括机器视觉,机器人导航和定位.模式识别,多传感器融合及用户接口等。目前美国、德国.日本、及中国等多个国家都在进行这方面的研究。
轮椅的安全导航,是智能轮椅要解决的中心问题,也是轮椅能够实现自主移动的重要环节。所谓导航即是指轮椅按照预先给定的任务命令,根据已知的地图信息作出全局路径规划,并在行进过程中,不断感知周围的局部环境信息,自主地作出各种决策,随时调整自身位姿,引导自身安全行驶到达目标位置。导航系统要解决的问题:一是轮椅空间位置,方向、环境信息的检测;二是所获信息的分析及环境模型的建立;三是使轮椅安全移动的运动路径规划。导航方法很多,根据环境信息的完整程度,导航指示信号类型,导航地域等因素的不同,可以分为基于地图导航,基于视觉导航,基于传感器导航、GPS卫星导航等。无论采用哪种导航方法,智能轮椅都应具有路径规划与避障,探测与定位等功能。轮椅自主导航主要由环境感知自定位运动路径规划和目标确定等几个功能模块组成。
