Predykcyjny system wspomagania nawigacji wózka inwalidzkiego w obecności pieszych z adaptacją bazującą na zjawisku empatii

• Autorzy: Skrzypczyk Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.08.04

Warianty tytułu

EN

Predictive cruise control of a smart wheelchair among pedestrians with adaptation based on empathy phenomenon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono problem syntezy prawa sterowania modułu wspomagania nawigacji semiautonomicznego wózka inwalidzkiego w dynamicznym środowisku, w obecności pieszych. Osoba poruszająca się na wózku inwalidzkim może spotkać się ze zjawiskiem empatii ze strony osób, z którymi wchodzi w interakcje. W pracy pokazano wykorzystanie tego zjawiska do adaptacji stylu automatycznego sterowania ruchem wózka. Działanie proponowanego podejścia zweryfikowano za pomocą symulacji.

EN

The paper presents the problem of designing a navigation strategy for a semiautonomous wheelchair cruise control system, intended to help driving the wheelchair in populated, dynamical environments. The method discussed in this paper utilizes long-term, model-based environmental prediction for planning the motion of the wheelchair. Resulting navigation strategy is both human aware and acceptable for the person driving the vehicle. The adaptation mechanism was implemented and verified using simulation.

Słowa kluczowe

PL

sterowanie predykcyjne; uwzględnienie niepewności; sterowanie adaptacyjne; gry przeciwko naturze

EN

predictive control; uncertainty handling; adaptive control; game against nature

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 8
• Strony: 21--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Skrzypczyk Krzysztof

• Katedra Automatyki i Robotyki, Wydział Automatyki Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Białko M., Popławski M. : Architektura systemu rozmytego przeznaczona do sterowania elektrycznym wózkiem in walidzkim, Przegląd Elektrotechniczny nr 11, 178-180, 200
• [2] Ding D., Cooper R. A.: Electric-Powered Wheelchairs: A re view of current technology and insight into future directions. IEEE Control Systems Magazine, Volume: 25, Issue: 2, April 2005, pp. 22-34.
• [3] Kuo C.H.: Mobility Assistive Robots for Disabled Patients, Yoshihiko Takahashi (Ed.), ISBN: 978-953-7619-00-8, InTech, 37-54, 2008.
• [4] Makowski T., Gibas M., Chojkowski K. : Projekt i budowa wózka inwalidzkiego o napędzie gąsienicowym wraz z sys temem autopoziomowania siedziska, Przegląd Elektrotech niczny , nr 9, 269-272, 2022
• [5] Fehr L., Langbein E., Skaar S.: Adequacy of power wheelchair control interfaces for persons with severe disabilities: A clinical survey, Journal of Rehabilitation Research and Development, Vol. 37 No. 3, May/June 2000, pp. 353-360.
• [6] Desai S., Mantha S. S., Phalle V.M.: Advances in Smart Wheelchair Technology, Proc. of International Conference on Nascent Technologies in the Engineering Field (ICNTE-2017), 2017, pp. 1-7.
• [7] Gao C., Sands M., and Spletzer J.R.: Towards Autonomous Wheelchair Systems in Urban Environments, In Proc. Of In ternational Conference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent Systems (MFI), Hamburg, 2012, pp. 77-82.
• [8] Simpson R. C.: Smart wheelchairs: A literature review, Jour nal of Rehabilitation Research and Development, 42:2005, pp. 423-436.
• [9] Guzzi J., Giusti A., Gambardella L., Theraulaz G., Caro G.: Human-friendly Robot Navigation in Dynamic Environments, Proc. Of IEEE International Conference on Robotics and Au tomation (ICRA), Karlsruhe, Germany, May 2013, pp. 423- 430.
• [10] Lam C.P., Chou C.T, C.F. Chang, and Fu L.C.: Human centered robot navigation – Toward a harmoniously coexist ing multi-human and multi-robot environment, in Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2010, pp. 1813–1818.
• [11] Möller R. Et. al.: A survey on human-aware robot navigation, Robotics and Autonomous Systems, Vol. 145, 2021, pp. 1-31
• [12] Moussaid M., Helbing D., Theraulaz G.: How simple rules determine pedestrian behavior and crowd disasters. Proceed ings of the National Academy of Science of the United States of America, vol 108, no. 17, pp. 6884-6888, 2011.
• [13] Milnor, J.: Games against nature, in: Thrall, R., Coombs, C., and Davis, R. (eds.), Decision Processes, Wiley, New York, 1954, pp. 49-59.
• [14] Skrzypczyk, K., Mellado, M.: Vehicle navigation in populated areas using predictive control with environmental uncertainty handling, Archives of Control Sciences: Technical Sciences, vol. 27 no. 2, pp. 351-359, 2017.
• [15] Skrzypczyk K.: Objects movement prediction for smart elec tric wheelchair human aware navigation, Proc. of 13th Annual Industrial Simulation Conference, June 1-3, 2015, UPV, Valen cia, Spain, pp. 113-117.
• [16] Dutt, L.S.; Kurian, M.: Handling of Uncertainty – A Survey, International Journal of Scientific and Research Publications, Vol. 3, Issue 1, January 2013 1 ISSN 2250-3153

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).