Автоматизированная инвалидная коляска с голосовым управлением

23 сентября 2018 - Администратор

Автоматизированная коляска  для инвалидов с голосовым управлением на базе arduino

По данным министерства труда и социальной защиты в России насчитывается 12,8 миллиона инвалидов, это чуть менее 9 процентов от численности населения. Инвалиды первой, самой тяжелой, группы в России составляют около 13 процента от общей численности инвалидов, это около 1,66 миллиона человек. Поэтому особо важной задачей становится разработка систем, которые бы помогали инвалидам свободно передвигаться , и этим существенно улучшать их жизненные уровни. Существующие системы управляются с помощью кнопочного пульта и джойстика или с помощью ручного привода. Но такие системы не удобны для использования инвалидам с мышечной дистрофией , тяжелой формой дцп  и другими заболевания  опорно-двигательного аппарата. Поэтому необходимо разработать системы ,которые могли бы управляться голосом и внедрить эти системы в практику. Основное требование к этим системам – их универсальность, то есть возможность установки на любое существующее инвалидное кресло с электрическим приводом, без существенных изменений конструкции. Вторым требованием является доступность ; система не должна быть дорогой.

Проблема Отсутствие  колясок для инвалидов , которые управляются голосом.
Цель проекта Разработка прототипа системы управления голосом на базе микроконтроллера Arduino.
Объект исследования Проблемы передвижения инвалидов 1 и 2 степени.  
Предмет исследования Приборы на базе микроконтроллеров, управляемых голосом.
Задачи проекта
1. Разработка инвалидной коляски на базе микроконтроллера Arduino, который преобразует голосовой сигнал в нажатие кнопки или движение джостика
2. Запрограммировать автоматизированную инвалидную коляску в среде Arduino IDE
3. Протестировать автоматизированную коляску для инвалидов на голосовом управлении
Описание автоматизированной инвалидной коляски

            Система состоит из двух подсистем: блока голосового управления (Схема на  Рис.1)  и исполнительного устройства, которое сосотоит из системы сервоприводов. Система голосового управления состоит из микроконтроллера Arduino Nano, звукового модуля MP3/WMA DFPlayer и модуля распознавания речи ELECHOUSE Voice Recognition Module v3. Принцип работы следующий: от оператора через микрофон поступает заданная голосовая команда,  модуль распознавания речи, согласно заданной программе, ставит соответствие звуковой команде числовое значение ret = myVR.recognize(buf, 50) .Для этого используется специальная библиотека #include "VoiceRecognitionV3.h"   в программной среде IDE. Соответственно этому числовому значинию посылается управляющий сигнал на сервоприводы исполнительного устройства. Таким образом, каждой звуковой команде соответствует свое управляющее воздействие в исполнительном устройстве.Главная задача исполнительного устройства с помощью механических воздействий (через систему рычагов) управлять другими системами управления (нажимать кнопки, управлять джойстиком) тем самым моделируется управление человеческой рукой. 

схема

 

Описание используемых компонентов . Arduino  это платформа, предназначенная для проектирования электронных устройств, с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения. Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами.Сервопривод это привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения.

Миниатюрный модуль для воспроизведения MP3, WAV, WMA. Связь микроконтроллера с модулем по UART/TTL интерфейсу.

Преимущества системы

1.      Универсальность-возможность управлять любыми устройствами без внесения изменений в них (система прикрепляется к устройству с помощью механических креплений )

2.      Возможность обработки 80 голосовых команд

3.      Возможность подключения системы к любой электронной системе (например к системе умный дом, системам управления подвижными платформами, система жизнеобеспечения)

4.      Относительная дешевизна системы (от 4000-5000 рублей)

Если подобные системы встраивать непосредственно в системы управления инвалидными креслами, то необходима существенная дорогостоящая переработка схем для каждого типа автоматизированного  инвалидного кресла, что вызовет существенные затраты. Наша же система легко подключаться к любому креслу.

Заключение

Решены сформулированные задачи проекта:

1.      Создан прототип портативной системы автоматизированная инвалидная коляска на микроконтроллере Arduino.

2.      Составлена программа для автоматизированной инвалидной коляски на голосовом управлении в среде Arduino IDE 

3.      Автоматизированная инвалидная коляска на голосовом управлении была успешно протестирована.

Познакомиться с другими проектами  по робототехнике и компьютерному моделированию

Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!