智能轮椅的研究现状和发展趋势.pdf

1、# 1 2# 机 器 人 技 术 与 应 用/ 2 0 0 3 年 第 2 期 智 能 轮 椅 的 研 究 现 状 和 发 展 趋 势 t 本 文 比 较 详 尽 地 介 绍 了 智 能 轮 椅 的 国 内 外 研 究 现 状, 论 述 了 研 究 中 若 干 关 键 技 术 问 题, 并 简 要 分 析 了 其 发 展 趋 势 。 智 能 轮 椅 移 动 机 器 人 导 航 人 机 接 口 中 A b s t r a c t T h e r e s e a r c h s t a t u s o f i n t e l l i g e n t w h e e l c h a i r a t

2、h o m e a n d a b r o a d i s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r . S o m e i m p o r t a n t t e c h n o l o g y a m o n g r e s e a r c h i s d e s c r i b e d a n d t h e d e v e l o p m e n t a l t r e n d o f i n t e l l i g e n t w h e e l c h a i r i s a n a l y z e d . K e y W o r d s

3、I n t e l l i g e n t w h e e l c h a i r ;m o b i l e r o b o t ;n a v i g a t i o n ; m a n - m a c h i n e i n t e r f a c e 引 言 联 合 国 发 表 报 告 指 出, 全 世 界 人 口 老 龄 化 进 程 正 在 加 快, 今 后 5 0 年 内,6 0 岁 以 上 的 人 口 比 例 预 计 将 会 翻 一 番, 由 于 各 种 灾 难 和 疾 病 造 成 的 残 障 人 士 也 逐 年 增 加, 他 们 存 在 不 同 程 度 的 能 力 丧 失, 如 行

4、 走 、 视 力 、 动 手 及 语 言 等 。 为 了 给 老 年 人 和 残 障 人 士 提 供 性 能 优 越 的 代 步 工 具, 帮 助 他 们 提 高 行 动 自 由 度 及 重 新 融 入 社 会, 目 前 美 国 、 德 国 、 日 本 、 法 国 、 加 拿 大 、 西 班 牙 及 中 国 等 国 家 对 智 能 轮 椅 进 行 了 研 究 1 - 9 , 使 智 能 轮 椅 具 有 记 忆 地 图 、 避 障 、 自 动 行 走 、 与 用 户 交 互 等 功 能 。 智 能 轮 椅 是 将 智 能 机 器 人 技 术 应 用 于 电 动 轮 椅, 融 合 多 种 领 域

5、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, 涉 及 机 械 、 控 制 、 传 感 器 、 人 工 智 能 等 技 术, 也 称 智 能 轮 椅 式 移 动 机 器 人 。 本 文 主 要 介 绍 智 能 轮 椅 的 研 究 现 状 、 发 展 趋 势 和 其 中 的 关 键 技 术 问 题 。 2. 智 能 轮 椅 国 内 外 研 究 现 状 自 1 9 8 6 年 英 国 开 始 研 制 第 一 辆 智 能 轮 椅 来, 许 多 国 家 投 入 较 多 资 金 研 究 智 能 轮 椅 。

6、 如 美 国 麻 省 理 工 学 院 W H E E L E S L E Y 项 目 、 法 国 V AH M 项 目 、 德 国 乌 尔 姆 大 学 M AI D( 老 年 人 及 残 疾 人 助 动 器) 项 目 、 Br e m e n Au t o n o m o u s W h e e l c h a i r 项 目 、 西 班 牙 S I AM O 项 目 、 加 拿 大 AAI 公 司 T AO 项 目 、 欧 盟 T I DE 项 目 、 K I S S 学 院 T I N M AN 项 目 、 台 湾 中 正 大 学 电 机 系 L U O S O N 项 目 、 我 国 8

7、 6 3 智 能 机 器 人 智 能 轮 椅 项 目 及 第 三 军 医 大 学 外 科 研 究 所 项 目 等 。 由 于 各 个 实 验 室 的 目 标 及 研 究 方 法 不 尽 相 同, 每 种 轮 椅 解 决 的 问 题 及 达 到 的 能 力 不 同 。 初 期 的 研 究, 赋 予 轮 椅 的 功 能 一 般 都 是 低 级 控 制, 如 简 单 的 运 动 、 速 度 控 制 及 避 障 等 。 随 着 机 器 人 控 制 技 术 的 发 展, 移 动 机 器 人 大 量 技 术 用 于 轮 椅, 智 能 轮 椅 在 更 现 实 的 基 础 上, 有 更 好 的 交 互 性 、

8、 适 应 性 、 自 主 性 。 西 班 牙 S I AM O 始 于 1 9 9 6 年, 由O N C E 基 金 会 资 助, 目 标 是 根 据 用 户 的 残 障 程 度 及 特 殊 需 求 建 造 多 功 能 系 统 。 为 达 到 要 求, 特 别 研 图 1 S I AM O 作 者 简 介 何 清 华: 男, 19 4 6 年 出 生, 中 南 大 学 首 席 教 授, 博 士 生 导 师, 国 家 8 6 3 计 划 特 种 机 器 人 专 家 。 主 研 方 向: 特 种 机 器 人, 智 能 轮 椅, 机 电 液 一 体 化 技 术, 医 疗 器 械 。 综 述# 1

9、3# 机 器 人 技 术 与 应 用/ 2 0 0 3 年 第2 期 图 2V AH M 究 了 系 统 的 模 块 化 和 灵 活 性 , 设 计 了 分 布 式 构 架, 也 着 重 开 发 了 人 机 界 面, 使 用 户 更 易 于 控 制 轮 椅 。 项 目 第 一 个 成 果 是 一 个 轮 椅 原 型( 见 图 1) , 其 中 电 子 系 统 完 全 由 AL C AL A 大 学 电 子 系 开 发, 包 括 运 动 和 驾 驶 控 制 ( 低 级 控 制) 、 基 于 语 音 的 人 机 界 面 、 操 纵 杆 、 由 超 声 波 和 红 外 传 感 器 组 成 的 感 知

10、 系 统( 高 级 控 制) , 轮 椅 可 以 探 测 障 碍 及 突 发 不 平 地 带 。 随 着 项 目 的 发 展, 整 个 系 统 包 括 一 个 完 整 的 环 境 感 知 及 综 合 子 系 统 、 一 个 高 级 决 策 导 航 与 控 制 子 系 统 和 人 机 界 面 三 个 部 分, 人 机 界 面 有 五 种 方 式 呼 吸 驱 动 、 用 户 独 有 语 音 识 别 、 头 部 运 动 、 眼 电 法 及 智 能 操 作 杆, 大 大 增 加 了 用 户 与 轮 椅 交 互 的 方 式, 使 轮 椅 的 功 能 更 为 丰 富, 而 模 块 化 保 证 了 将 来

11、产 品 商 业 化 更 为 容 易 。 1 9 8 9 年 法 国 开 始 研 究 V AH M 项 目 , 第 一 阶 段 的 智 能 轮 椅 由 轮 椅 、 P C 4 8 6 、 超 声 波 传 感 器 、 人 机 界 面 和 一 个 可 匹 配 用 户 身 体 能 力 转 换 的 图 形 屏 幕 组 成, 设 置 为 手 动 、 自 动 、 半 自 动 三 种 模 式, 手 动 时 轮 椅 执 行 用 户 具 体 指 令 和 行 动 任 务; 自 动 状 态 用 户 只 需 选 定 目 标, 轮 椅 控 制 整 个 系 统, 此 模 式 需 要 高 度 的 可 靠 性; 半 自 动 模

12、 式 下 用 户 与 轮 椅 分 享 控 制 。 为 了 更 好 适 应 用 户 需 求, 研 究 者 在 康 复 中 心 进 行 了 一 系 列 调 查, 得 出 结 论: 系 统 必 须 是 多 功 能 的, 不 仅 应 适 应 残 障 人 士 的 生 理 和 认 知 能 力, 也 应 适 应 环 境 的 结 构 和 形 态 。 在 此 基 础 上, 经 改 进 研 制 出 第 二 代 产 品( 如 图 2 ), 相 对 于 第 一 代 产 品, 其 功 能 更 丰 富, 面 向 用 户 范 围 更 广, 性 价 比 更 好, 改 良 了 大 量 控 制 。 德 国 乌 尔 姆 大 学 在

13、 一 个 商 业 轮 椅 基 础 上 研 制 了 轮 椅 机 器 人 M AI D( 见 图 3 ), 在 乌 尔 姆 市 中 心 车 站 的 客 流 高 峰 期 及 1 9 9 8 年 汉 诺 威 工 业 商 品 博 览 会 的 展 览 大 厅 环 境 中 进 行 了 实 地 现 场 表 演 。 该 轮 椅 机 器 人 在 公 共 场 所 拥 挤 有 大 量 乘 客 的 环 境 中, 进 行 了 超 过 3 6 小 时 的 考 验, 能 够 自 动 识 别 和 判 断 出 行 驶 的 前 方 是 否 有 行 人 挡 路, 或 是 否 可 能 出 现 行 驶 不 通 的 情 况, 自 动 采

14、取 绕 行 动 作, 它 甚 至 还 能 够 提 醒 挡 路 的 行 人 让 开 道 路 。 根 据 航 行 的 环 境 不 同, 机 器 运 行 模 式 分 为: N AN ( 狭 窄 区 域 航 行) 和 W AN ( 宽 区 域 航 行), 大 大 增 加 了 航 行 准 确 率 。 此 项 目 得 到 德 国 科 学 技 术 部 的 财 政 支 持, 据 计 划, 这 种 智 能 轮 椅 将 于 两 年 后 正 式 面 世, 价 格 会 比 普 通 电 动 轮 椅 高 出 约 5 0% 。 麻 省 理 工 智 能 实 验 室 的 智 能 轮 椅 威 尔 斯 利 ( 见 图 4 ), 为

15、 一 半 自 主 式 机 器 人 轮 椅, 配 备 有 计 算 机 控 制 和 传 感 器 的 电 动 轮 椅, 还 装 有 一 个 M a c i n t o s h 笔 记 本 电 脑 用 于 人 机 界 面 交 互, 其 硬 件 是 从 K I S S 学 院 买 来 用 于 机 器 人 实 践 。 系 统 有 两 种 级 别 的 控 制: 高 级 方 向 指 令 和 低 级 计 算 机 控 制 路 线 , 用 户 拥 有 最 高 控 制 级 别 。 系 统 由 两 部 分 组 成, 智 能 轮 椅 系 统 提 供 低 级 控 制, 避 障 和 保 证 正 确 的 运 动 方 向; 用

16、户 和 轮 椅 之 间 的 人 机 界 面 提 供 高 级 控 制 。 这 个 智 能 轮 椅 允 许 用 户 通 过 三 种 方 式 来 进 行 控 制: 菜 单 、 操 纵 杆 和 用 户 界 面 。 菜 单 模 式 下, 轮 椅 的 操 作 类 似 一 般 的 电 动 轮 椅 。 在 操 纵 杆 模 式 下, 用 户 通 过 操 纵 杆 发 出 方 向 命 令 来 避 障 。 用 户 界 面 模 式 下, 用 户 和 机 器 之 间 仅 需 通 过 用 户 眼 睛 运 动 来 控 制 轮 椅, 即 用 鹰 眼 系 统 来 进 行 驱 动 。 该 轮 椅 在 国 际 联 合 会 的 机 器

17、 人 轮 椅 展 览 中 夺 得 第 一, 且 是 唯 一 不 需 要 人 来 指 导 即 穿 过 门 口 的 机 器 人 。 图 3 M AI D 图 4 威 尔 斯 利 综 述# 1 4# 机 器 人 技 术 与 应 用/ 2 0 0 3 年 第 2 期 图 5 中 科 院 智 能 轮 椅 我 国 智 能 轮 椅 研 究 起 步 较 晚, 在 机 构 的 复 杂 性 和 灵 活 性 上 和 国 外 相 比 有 一 定 差 距, 但 也 根 据 自 身 特 色 研 制 出 技 术 指 标 接 近 国 外 先 进 水 平 的 智 能 轮 椅 。 研 究 单 位 有 中 科 院 自 动 化 所

18、、 上 海 交 通 大 学 和 第 三 军 医 大 学 等 。 中 国 科 学 院 自 动 化 研 究 所 研 制 了 一 种 具 有 视 觉 和 口 令 导 航 功 能 并 能 与 人 进 行 语 音 交 互 的 机 器 人 轮 椅( 见 图 5 ), 曾 在“8 6 3 “ 计 划 十 五 周 年 成 就 展 展 馆 的 人 群 中 穿 梭 自 如 。 此 项 研 究 成 果 于 2 0 0 0 年 1 1 月 通 过/ 8 6 3 0 智 能 机 器 人 主 题 专 家 组 的 鉴 定, 并 研 制 出 我 国 第 一 台 多 模 态 交 互 式 智 能 轮 椅 样 机 。 此 项 研

19、究 高 度 重 视 了 智 能 轮 椅 人 机 控 制 界 面 的 设 计, 在 轮 椅 的 设 计 中 综 合 运 用 模 式 识 别 实 验 室 有 关 图 像 处 理 、 计 算 机 视 觉 和 语 音 识 别 等 最 新 成 果, 使 人 能 通 过 语 音 控 制 轮 椅 自 由 行 走, 轮 椅 可 以 实 现 简 单 的 人 机 对 话 功 能 。 上 海 交 通 大 学 开 发 成 功 一 种 声 控 轮 椅, 主 要 是 为 四 肢 全 部 丧 失 功 能 的 残 疾 者 设 计, 使 用 者 只 需 发 出/ 开0 、 / 前0 、 / 后0 、 / 左0 、 / 右0 、

20、 / 快0 、 / 慢0 、 / 停0 等 指 令, 轮 椅 可 在 1 . 2 秒 内 按 指 令 执 行 。 3 . 智 能 轮 椅 一 般 由 以 下 三 个 部 分 组 成:( 1) 环 境 感 知 和 导 航 系 统( 2 ) 运 动 控 制 和 能 源 系 统( 3 ) 人 机 接 口 。 事 实 上 轮 椅 整 个 控 制 是 一 循 环 过 程, 控 制 框 图 如 图 6 。 图 6 智 能 轮 椅 基 本 控 制 结 构 3 . 1 虽 然 移 动 机 器 人 技 术 大 量 应 用 于 智 能 轮 椅, 但 由 于 整 个 轮 椅 系 统 是 以 人 为 中 心, 所 以

21、 以 上 这 些 课 题 尽 管 侧 重 点 有 所 不 同, 但 要 解 决 的 中 心 问 题 却 是 相 同 的, 即 轮 椅 的 安 全 导 航 。 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: 基 于 地 图 导 航 、 基 于 航 标 导 航 、 基 于 视 觉 导 航 、 基 于 传 感 器 导 航 或 是 其 中 一 种 或 几 种 结 合 起

22、 来 构 成 导 航 系 统 等 。 无 论 采 用 那 种 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 。 智 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 。 3 . 1 . 1 在 移 动 机 器 人 的 应 用 中, 精 确 的 位 置 知 识 是 一 个 基 本 问 题 10 。 自 定 位 即 指 在 机 器 人 运 动 过 程 中 利 用 自 身 传 感 器, 实 时 确 定 其 在 工 作 环 境 中 参 考

23、 坐 标 系 下 的 位 置 和 姿 态 。 大 致 可 分 为 两 种: 基 于 计 算 机 视 觉 的 定 位 技 术 和 基 于 非 计 算 机 传 感 器( 如 超 声 、 激 光 等) 的 移 动 机 器 人 定 位 技 术 1 1 。 常 用 定 位 方 法 有 G P S 、 光 码 盘 、 惯 性 陀 螺 、 磁 罗 盘 、 路 标 匹 配 、 广 义 路 标 匹 配 等 1 0 , 每 一 种 方 法 各 有 优 点 及 局 限 性, 因 而 智 能 轮 椅 移 动 机 器 人 实 际 采 用 几 种 方 法 结 合 使 用, 从 而 提 高 定 位 系 统 的 精 度 和

24、可 靠 性 。 特 别 要 提 到 的 是, 美 国 目 前 安 装 了 超 过 五 百 万 包 含 环 境 信 息 的 节 点, 只 要 遵 循 同 样 的 标 准, 轮 椅 就 可 利 用 网 络 节 点 信 息 来 方 便 地 进 行 自 定 位 和 与 环 境 交 互 。 事 实 上 每 种 已 研 制 的 智 能 轮 椅 都 开 发 了 适 用 于 自 己 的 定 位 系 统, 形 式 多 样, 但 精 确 度 离 用 户 正 常 使 用 有 一 定 距 离, 所 以 如 何 提 高 定 位 的 精 度 和 效 能 是 将 来 要 着 重 研 究 的 问 题 之 一 。 3 . 1

25、. 2 合 在 未 知 和 不 确 定 的 环 境 下, 智 能 轮 椅 需 通 过 传 感 器 收 集 数 据, 用 一 定 算 法 对 数 据 进 行 分 析 、 融 合, 为 导 航 系 统 提 供 正 确 的 决 策, 所 以 对 传 感 器 的 选 择 是 导 航 系 统 成 功 与 否 的 关 键 。 智 能 轮 椅 在 行 驶 时 必 须 不 断 地 感 知 周 围 环 境 及 自 身 状 态 综 述# 1 5# 机 器 人 技 术 与 应 用/ 2 0 0 3 年 第2 期 信 息, 只 靠 一 种 传 感 器 难 以 完 成 对 环 境 的 感 知, 所 以 一 般 装 有

26、多 种 传 感 器: 超 声 波 传 感 器 、 红 外 传 感 器 、 C C D 图 像 传 感 器 等 。 超 声 波 传 感 器 由 于 信 息 处 理 简 单 、 快 速 和 低 价 而 被 广 泛 用 来 实 现 障 碍 物 检 测, 但 其 探 测 波 束 角 过 大, 方 向 性 差, 不 能 提 供 目 标 边 界 信 息, 所 以 一 般 采 用 红 外 传 感 器 补 偿 。 为 了 有 效 地 利 用 传 感 器 信 息, 需 要 对 其 进 行 综 合 、 融 合 处 理 。 近 年 来, 人 们 提 出 许 许 多 多 传 感 器 信 息 融 合 算 法, 如 人

27、工 神 经 网 络 、 贝 叶 斯 估 计 、 数 学 模 型 、 人 工 智 能 等, 经 过 融 合 的 信 息 能 比 较 完 整 地 反 映 环 境 特 征, 提 高 机 器 人 导 航 精 确 度 。 3 . 1 . 3 路 径 规 划 是 导 航 与 控 制 的 基 础, 一 个 功 能 完 善 的 路 径 规 划 系 统 应 该 在 多 种 约 束 条 件 下 根 据 各 种 准 则 或 判 据 进 行 规 划 并 给 出 不 同 意 义 下 的 最 优 路 径 12 。 对 动 作 规 划 有 两 种 途 径, 一 种 是 控 制 型 技 术, 使 用 完 全 或 接 近 完

28、全 的 信 息 来 寻 找 最 佳 路 径; 另 一 种 是 反 应 型 技 术, 在 未 给 出 多 少 信 息 或 无 优 先 信 息 条 件 下, 使 用 反 作 用 的 基 于 传 感 器 的 动 作 来 寻 找 路 径 1 3 。 在 智 能 轮 椅 的 路 径 规 划 中 应 该 有 阶 段 性 、 宏 观 性, 在 室 内 或 是 已 有 环 境 模 型 的 空 间 使 用 控 制 型 技 术, 而 在 室 外 未 知 环 境 中 使 用 反 应 型 技 术 。 而 大 多 数 智 能 轮 椅 把 导 航 过 程 分 为 全 局 路 径 规 划 和 局 部 反 应 规 划 14

29、。 智 能 轮 椅 在 运 动 过 程 中 对 多 传 感 器 得 来 的 信 息 进 行 融 合, 结 合 已 知 环 境 信 息( 如 原 先 记 忆 地 图 和 网 络 节 点 信 息 等) 及 与 用 户 之 间 的 通 讯, 再 利 用 控 制 算 法 进 行 路 径 规 划 。 3 . 2 如 前 所 述, 智 能 轮 椅 控 制 一 般 分 为 几 种 级 别, 对 应 不 同 控 制 子 系 统 。 其 控 制 系 统 应 是 对 外 界 环 境 高 度 开 放 的 智 能 系 统, 行 走 时 对 各 种 道 路 状 况 做 出 实 时 感 知 和 决 策, 根 据 局 部

30、规 划 的 结 果 和 当 前 轮 椅 的 位 置 姿 态 和 速 度 向 机 械 装 置 发 出 驾 驶 命 令, 实 现 避 障 、 前 进 等 功 能, 并 在 保 证 用 户 舒 适 度 的 前 提 下 提 高 移 动 速 度 。 因 用 户 要 平 滑 、 安 全 地 使 用 轮 椅, 系 统 要 有 足 够 快 的 反 应 能 力, 要 求 处 理 速 度 快, 满 足 实 时 性 的 要 求, 且 正 确 度 高 。 故 控 制 算 法 的 研 究 特 别 重 要, 常 用 控 制 算 法 有 最 优 控 制 算 法 、 P I D 路 径 跟 踪 算 法 、 预 瞄 控 制 算

31、 法 、 模 糊 控 制 算 法 和 神 经 网 络 控 制 算 法 15 。 实 际 控 制 通 常 采 用 多 种 算 法 综 合, 以 期 达 到 最 佳 控 制 效 果 。 控 制 系 统 硬 软 件 均 在 轮 椅 内 部 完 成, 一 般 使 用 的 都 是 机 载 电 源, 所 以 要 求 电 源 系 统 体 积 小, 重 量 轻, 连 续 工 作 时 间 长 。 3 . 3 人 机 接 口 作 为 用 户 和 轮 椅 之 间 的 交 互 方 式, 必 须 设 计 得 合 理, 方 便, 易 于 使 用, 也 需 从 技 术 、 心 理 学 及 经 济 角 度 来 选 择 用 户

32、 与 机 器 间 最 佳 的 合 作 方 式 。 机 器 提 供 其 反 应 和 自 动 行 动 能 力, 用 户 提 供 对 环 境 的 感 知 和 理 解 。 在 构 建 系 统 的 每 个 阶 段 中 应 把 用 户 作 为 系 统 不 可 或 缺 的 中 心 部 分 纳 入 考 虑, 而 轮 椅 的 设 计 并 不 是 使 其 自 动 化 程 度 越 高 越 好, 应 在 不 加 重 用 户 负 担 的 前 提 下 充 分 利 用 其 能 力, 故 轮 椅 系 统 的 自 动 化 程 度 应 基 于 用 户 的 身 体 和 认 知 能 力 而 设 计, 也 决 定 了 用 户 与 机

33、器 之 间 的 交 互 方 式 应 丰 富 多 彩, 已 有 的 智 能 轮 椅 都 设 计 了 既 有 共 性 也 有 个 性 的 人 机 接 口 。 比 较 通 用 的 有 界 面 操 作( 如 菜 单 选 择 、 鼠 标 驱 动 等) 和 操 作 杆 形 式, 各 个 系 统 根 据 自 身 需 要 也 设 计 了 语 音 识 别 、 头 部 运 动 、 鹰 眼 系 统 、 呼 吸 驱 动 等 富 有 特 色 的 交 互 方 式, 一 般 在 每 个 系 统 中 都 是 几 种 共 存, 以 便 根 据 环 境 、 用 户 身 体 状 况 来 选 择 合 适 的 接 口 。 下 面 简

34、单 介 绍 几 种 特 殊 的 交 互 。 3 . 3 . 1 波 士 顿 大 学 研 究 了 鹰 眼 系 统 用 于 帮 助 丧 失 语 言 和 肌 肉 控 制 能 力 的 人 群, 允 许 用 户 通 过 移 动 头 部 或 眼 睛 来 移 动 屏 幕 上 的 光 标, 只 需 凝 视 屏 幕 上 某 个 小 区 域 一 定 时 间 即 可 进 行 鼠 标 选 择, 相 当 于 鼠 标 单 击, 此 技 术 基 于 测 量 E O G ( 眼 电 图) 或 眼 电 压 。 E O G 反 映 眼 睛 相 对 于 头 部 的 位 置 的 微 电 压, 从 而 推 算 出 眼 球 和 颅 骨

35、之 间 的 相 对 位 置 。 此 技 术 的 应 用 使 全 身 瘫 痪 的 残 疾 人 能 够 运 用 眼 球 或 头 部 的 活 动 控 制 智 能 轮 椅 。 3 . 3 . 2 作 为 模 式 识 别 的 一 个 重 要 部 分, 语 音 识 别 研 究 在 世 界 各 国 都 受 到 极 大 的 重 视, 其 最 终 目 标 是 实 现 人 与 机 器 之 间 的 自 然 语 言 通 讯 。 语 音 识 别 技 术 包 括 特 征 提 取 术 、 模 式 匹 配 准 则 及 模 型 训 练 技 术 三 个 方 面 16 。 部 分 智 能 轮 椅 研 究 小 组 在 系 统 上 安 装 了 语 音 识 别 系 统, 主 要 是 用 来 帮 助 不 能 使 用 操 作 杆 及 界 面 选 择 的 用 户, 但 由 于 语 音 识 别 技 术 还 不 是 很 成 熟, 又 涉 及 到 经 济 成 本 的 问 题, 智 能 轮 椅 的 语 音 驱 动 功 能 都 比 较 单 一, 只 能 接 受 一 些 简 单 的 事 先 匹 配 好 的 语 音 指 令, 相 信 随 着 语 音 识 别 技 术 的 发 展, 智 能 轮 椅 语 音 驱 动 的 模 块 将 更 为 成 功 和 实 用 。 3 . 3 . 3 综 述