基于單片機(jī)的智能座椅避障系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述（綜述末列寫出參考文獻(xiàn)目錄）：文獻(xiàn)綜述課題研究的背景隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，人類經(jīng)濟(jì)水平極大提高，人類已經(jīng)進(jìn)入汽車時(shí)代。同時(shí)，伴隨著各種各樣交通事故等原因造成的損害，為已成為整個(gè)社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善、人工智能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，輔助駕駛的智能座椅的研究已經(jīng)成為焦點(diǎn)，吸引了全球的關(guān)注。將智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于普通電動(dòng)智能座椅，智能座椅融合了多種領(lǐng)域的研究方法和成果，包括機(jī)器視覺、機(jī)器人導(dǎo)航和定位、模式識(shí)別、多傳感器融合及用戶接口等，涉及機(jī)械、控制、傳感器、人工智能等多項(xiàng)技術(shù)，也被稱為智能座椅式移動(dòng)機(jī)器人。二、課題研究的意義這個(gè)項(xiàng)目采用了一個(gè)語(yǔ)音識(shí)別模塊，可以識(shí)別用戶的語(yǔ)音命令，從而驅(qū)動(dòng)座椅，解放了座椅用戶的雙手。對(duì)于車主來(lái)說(shuō)，該智能座椅可以通過(guò)語(yǔ)音來(lái)控制，可以做到獨(dú)立行動(dòng)，使得用戶對(duì)汽車駕駛充滿希望以及對(duì)未來(lái)的展望。對(duì)于只是下肢殘疾的人來(lái)說(shuō)，該智能座椅也支持按鍵控制方式，按鍵控制方式相比起語(yǔ)音控制方式來(lái)說(shuō)會(huì)更加靈敏快速。由于座椅的用戶多是行動(dòng)不便的人，該智能座椅還具有控制汽車緩加速與換減速的功能，大大的提升了該智能座椅的安全性與穩(wěn)定性。1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.1國(guó)外發(fā)展研究現(xiàn)狀越來(lái)越多的國(guó)家已經(jīng)投入了大量的精力和財(cái)力進(jìn)行智能座椅項(xiàng)目的研究，自從1986年，英國(guó)研發(fā)出了第一輛智能座椅以來(lái)，比如美國(guó)麻省理工學(xué)院研發(fā)的Wheelesley項(xiàng)目、德國(guó)烏爾姆大學(xué)進(jìn)行研究的的Maid項(xiàng)目、法國(guó)研究出的VAHM項(xiàng)目和西班牙取得的的SIAMO項(xiàng)目成果等等。由于各個(gè)實(shí)驗(yàn)室想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和所用的研究方法都不一樣，所以每種座椅能夠解決的問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)的功能以及到達(dá)目的地的能力也各有特點(diǎn)。賦予座椅的功能一般都是簡(jiǎn)單、低級(jí)的控制，這是智能座椅早期的研究的特點(diǎn)，如實(shí)現(xiàn)座椅簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)、控制電機(jī)的速度以及進(jìn)行障礙物的躲避等等。隨著機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展及各項(xiàng)傳感器技術(shù)的成熟，應(yīng)用于傳統(tǒng)座椅的技術(shù)更多的是像智能機(jī)器人這種高新技術(shù)，如今智能座椅已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在更現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的基礎(chǔ)上，朝著美好方向——具有更好交互性、適應(yīng)性、自主性，快速發(fā)展。以下為具體幾個(gè)國(guó)家在智能座椅方面取得的成果：（1）智能座椅MEYRA，是希臘的FoundationforResearch&和TechnologyHellas兩位研究人員已經(jīng)開發(fā)出的成果，這個(gè)座椅已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)，這輛座椅的控制由一臺(tái)筆記本電腦實(shí)現(xiàn)，座椅上聲吶傳感器，安裝達(dá)到了6個(gè)之多，大大加強(qiáng)了障礙物探測(cè)的準(zhǔn)確性，還安裝有里程計(jì)和全景視覺傳感器，還為座椅增加了計(jì)算功能，還有為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航而增加的電子器件還有用戶界面（包含觸摸屏、語(yǔ)音命令接收器）等模塊。用戶對(duì)座椅的控制，可以直接使用操縱桿實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)串接在座椅上的筆記本電腦，間接地對(duì)座椅進(jìn)行控制，安裝在座椅上的神經(jīng)全景攝像頭，擁有360度的寬廣視野范圍，全方位無(wú)死角地觀察座椅周圍的情況。座椅的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成是：一臺(tái)筆記本電腦，還有5個(gè)微處理器，微處理器之間的通信通過(guò)CAN總線的方式實(shí)現(xiàn)，處理視覺信息并且通過(guò)合適的軟件接口和用戶進(jìn)行交互溝通是筆記本電腦主要的工作，5個(gè)微處理器相互配合著完成工作，其中一個(gè)微處理器用來(lái)實(shí)現(xiàn)座椅的控制單元和筆記本電腦之間的通信，另外的三個(gè)微處理器用來(lái)接收和處理聲吶傳感器傳回的數(shù)據(jù)，最后一個(gè)微處理器用來(lái)接收處理里程計(jì)的數(shù)據(jù)。（2）KAIST，也是一種智能電動(dòng)座椅，是由韓國(guó)的一個(gè)高級(jí)科技研究所研制出的。PC機(jī)，操作桿和動(dòng)力模塊這三個(gè)部分組成了它的控制器。PC機(jī)安裝在座椅靠背上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速、非?？焖傧喈?dāng)于實(shí)時(shí)的處理，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理由Linux系統(tǒng)以及RTAL(RealTimeApplicationInterface)來(lái)實(shí)現(xiàn)。用戶的指令通過(guò)操作桿接收到，并把這些控制意圖轉(zhuǎn)換成設(shè)定好的相對(duì)應(yīng)的控制命令，PC機(jī)向動(dòng)力模塊發(fā)出這些命令，動(dòng)力模塊執(zhí)行命令，轉(zhuǎn)換成動(dòng)力信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并且系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控座椅的狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)座椅的自主運(yùn)動(dòng)，該座椅還安裝了激光傳感器和增量編碼器?？紤]到有些用戶操作桿不方便使用，所以在座椅的右扶手前方還安裝了一塊觸摸屏，用戶對(duì)座椅的運(yùn)動(dòng)控制也可以通過(guò)這臺(tái)顯示屏來(lái)。（3）智能座椅Rolland，是德國(guó)的布萊梅大學(xué)開發(fā)出來(lái)的,這輛座椅可以不斷擴(kuò)展自身內(nèi)部的地圖，通過(guò)用戶語(yǔ)言中提供的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)操縱桿，可以實(shí)現(xiàn)將用戶的語(yǔ)音（英語(yǔ)和德語(yǔ)）轉(zhuǎn)換成XML形式，進(jìn)行細(xì)致分析處理。語(yǔ)音識(shí)別的問(wèn)題是這個(gè)智能座椅系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)，即如何讓機(jī)器人聽懂用戶提出的語(yǔ)音指令，并且要求這些命令的信息必須是連續(xù)的、明確的、精確的，含糊不清，有歧義的命令是不能進(jìn)行識(shí)別的，目前工作人員正在進(jìn)行嘗試探索，通過(guò)增加其他模塊試試能不能完善座椅語(yǔ)音識(shí)別以及其他功能。于此同時(shí)，F(xiàn)RIEND座椅，也是這所高校的自動(dòng)化研究所開發(fā)的,這輛座椅的控制就是通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別來(lái)完成的。（4）SENA智能座椅，是西班牙的Malaga大學(xué)開發(fā)的，一個(gè)180度掃描范圍的徑向掃描儀安裝在該座椅前方，用來(lái)檢測(cè)障礙物的情況，進(jìn)行環(huán)境地圖的構(gòu)建，以及進(jìn)行定位。紅外傳感器，安裝在座椅的四周，數(shù)量達(dá)到了13個(gè)，用來(lái)完成對(duì)近距離的障礙物精確地探測(cè)感知，那些不易被紅外傳感器捕捉的透明的、狹窄的障礙物，就通過(guò)座椅前方安裝的2個(gè)聲納傳感器解決，且傳感器是旋轉(zhuǎn)的。座椅甚至擁有模擬人眼的功能，通過(guò)背部上方安裝的CCD攝像頭來(lái)完成。座椅還可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別軟件和用戶進(jìn)行語(yǔ)言交流，這是因?yàn)榘惭b了小的揚(yáng)聲器和藍(lán)牙耳機(jī)，功能強(qiáng)大且豐富。（5）澳大利亞的Mosash大學(xué)，他們智能機(jī)器人中心的RayJarvis教授研制出了一種智能座椅，該座椅的驅(qū)動(dòng)是四輪驅(qū)動(dòng)的，該智能座椅系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)最大化的自由度的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)用戶，輪胎經(jīng)過(guò)了人性化的設(shè)計(jì)，甚至能夠勝任海灘和森林的駕駛。國(guó)立澳大利亞大學(xué)的AlexZelinsky教授，在這個(gè)座椅系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加上了一個(gè)眼睛跟蹤儀，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)檢測(cè)用戶面部角度和瞳孔方向來(lái)控制座椅，該座椅區(qū)別于其他智能座椅的最大特點(diǎn)也就是這個(gè)了，座椅可以沿著使用者眼睛看的方向走，座椅減速，當(dāng)用戶眼睛向下看的時(shí)候，眼睛抬起時(shí)，座椅加速前進(jìn)。（6）日本開發(fā)了一款智能座椅，該座椅是針對(duì)汽車駕駛員設(shè)計(jì)的，在座椅的上方安裝了多個(gè)視覺傳感器，與其他同類型產(chǎn)品的也就區(qū)分開來(lái)了，可以實(shí)現(xiàn)360度障礙物探測(cè)。當(dāng)傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)座椅就會(huì)停下，通過(guò)集成Wi-Fi技術(shù)，座椅甚至可以把合起來(lái)的圖像傳到手機(jī)上顯示。座椅調(diào)節(jié)也可以通過(guò)判斷用戶的手勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，日本還研究了一個(gè)樣機(jī)，還是輛智能座椅，它是通過(guò)改裝普通商業(yè)座椅實(shí)現(xiàn)的，構(gòu)成是一臺(tái)PC機(jī)和視覺跟蹤系統(tǒng)，這臺(tái)座椅用戶的操作量很少，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)使用者的非語(yǔ)言行為來(lái)判斷用戶意圖。試驗(yàn)系統(tǒng)能夠觀測(cè)人臉，分析面部的方向來(lái)控制座椅的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橛脩舻囊鈭D大多都表現(xiàn)在臉上。1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展研究現(xiàn)狀我國(guó)實(shí)現(xiàn)的智能座椅系統(tǒng)在復(fù)雜性和靈活性方面和國(guó)外相比有一些差距，因?yàn)橹悄茏窝芯科鸩接幸恍┩?，但是也根?jù)自身的特色，研制出了一些智能座椅，這些座椅的指標(biāo)是接近國(guó)際先進(jìn)水平的。中科院自動(dòng)化所、上海交通大學(xué)和香港中文大學(xué)等等的單位都有進(jìn)行研究并取得一定的成果。RoboChair智能座椅，是中科院自動(dòng)化研究所和英國(guó)Essex大學(xué)合作開發(fā)的,視覺系統(tǒng)和3G通信系統(tǒng)座椅都進(jìn)行了安裝,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者進(jìn)行遠(yuǎn)程的觀察和交流。香港中文大學(xué)高級(jí)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室也在智能座椅方面取得了良好成績(jī),實(shí)現(xiàn)智能座椅的人機(jī)友好的交互界面，是他們項(xiàng)目的目標(biāo),這樣就可以實(shí)現(xiàn)很多的高級(jí)控制。同時(shí)座椅為了提高傳統(tǒng)座椅的可用性和功能，特意采用了人的行為模型。參考文獻(xiàn)：[1]徐英博.智能座椅的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)寬帶,2020(7):1.[2]宮兵,凌六一,宮維華,等.一種單片機(jī)控制的智能座椅:,CN111227566A[P].2020.[3]王世明,王壯壯,胡祥宇,等.基于單片機(jī)的避障智能車研究[J].交通科技與管理,2020(2):2.[4]張丹.基于PIC單片機(jī)的汽車座椅加熱系統(tǒng)[D].吉林大學(xué),2009.[5]王秀芳,于隨然.用于汽車座椅智能控制的單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2008,000(012):61-62.[6]段福鑫.一種基于單片機(jī)的智能座椅控制系統(tǒng):,CN107581820A[P].2018.[7]李冰濤.基于單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制的電動(dòng)座椅的電氣設(shè)計(jì)[J].電子制作,2016(1):3.[8]王秀芳,于隨然.用于汽車座椅智能控制的單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2008.[9]朱江蘭,包穎瑩,梁森.飛機(jī)座椅安全帶狀態(tài)報(bào)警電路設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表,2015,36(6):4.[10]丁偉華,范賜偉,康仲杰,等.智能調(diào)溫座椅的設(shè)計(jì)與制作[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016,000(005):31-31,32.[11]宋受俊.基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西北工業(yè)大學(xué).[12]張瑞鋒,曹立波,郜亢,等.智能集成式兒童安全座椅控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化,2015(1):8.[13]王秀芳,于隨然.用于汽車座椅智能控制的單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2008(12):2.[14]GiripunjeS,TembhurneER.DesignandDevelopmentofaSmartSeatforReliefingFromPressureUlcers[J].2021.[15]AlmohsenMK,AlonziRK,AlanaziTH,etal.SmartCarSeatBelt:AccidentDetectionandEmergencyServicesinSmartCityEnvironment[C]//20211stInternationalConferenceonArtificialIntelligenceandDataAnalytics(CAIDA).2021.[16]LiC,KobeloD.Designof"SmartCarSeat"toPreventHeatRelatedDeathsofChildrenLeftAloneinsideCars[C]//The18thLACCEIInternationalMulti-ConferenceforEngineering,Education,andTechnology:Engineering,Integration,AndAlliancesforASustainableDevelopment”“HemisphericCooperationforCompetitivenessandProsperityonAKnowledge-BasedEconomy”.2020.2.本課題要研究或解決的問(wèn)題、預(yù)期目標(biāo)和擬采用的研究手段（途徑）：2.1主要研究?jī)?nèi)容第一章為緒論,主要介紹了智能座椅的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外在智能座椅領(lǐng)域所取得的成果,引出論文主題。第二章介紹了系統(tǒng)整體總體的設(shè)計(jì)方案，對(duì)系統(tǒng)任務(wù)要求和控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行分析，然后對(duì)各模塊電路設(shè)計(jì)方案的進(jìn)行分析，再綜合考慮設(shè)計(jì)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定，最后敲定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終方案。第三章介紹了智能座椅避障系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括主控模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊的電路如何實(shí)現(xiàn)，同時(shí)分析各個(gè)模塊的工作原理。第四章介紹智能座椅的程序設(shè)計(jì)，基于對(duì)硬件模塊的學(xué)習(xí)分析，在單片機(jī)中寫入程序，使各個(gè)模塊運(yùn)行工作起來(lái)，通過(guò)各個(gè)模塊的分工合作，達(dá)到實(shí)現(xiàn)座椅避障的功能。第五章是完成軟硬件的設(shè)計(jì)之后，進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)硬件部分和軟件部分的分布測(cè)試，一步步完成對(duì)各個(gè)模塊的調(diào)試完善，最后將各個(gè)模塊整合成完整的系統(tǒng)，協(xié)調(diào)各個(gè)模塊，完成避障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。第六章結(jié)論，根據(jù)前面軟硬件分析研究，對(duì)自己課題研究工作進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)對(duì)本課題將來(lái)研究做出展望。2.2預(yù)期目標(biāo)1.對(duì)于單片機(jī)的原理進(jìn)行整體的把握；2.對(duì)于單片機(jī)運(yùn)用于智能座椅方面的研究進(jìn)行深入的分析；3.了解單片機(jī)在汽車座椅上的具體的功能與應(yīng)用；4.對(duì)于單片機(jī)運(yùn)用于汽車智能座椅進(jìn)行調(diào)試。2.4擬采用研究手段本文采用的研究方法有：1.文獻(xiàn)研究法文獻(xiàn)研究法是指收集和分析各種已有的相關(guān)文獻(xiàn)資料，選取其中有用的信息，最終達(dá)到調(diào)查研究目的的一種方法。本文通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的研讀了解到國(guó)內(nèi)外基于單片機(jī)的智能座椅的研究成果，借鑒前人的觀點(diǎn)在歸納總結(jié)的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)本篇論文的書寫。2.案例研究法案例研究法就是對(duì)案例進(jìn)行分析，為之后的實(shí)踐提供經(jīng)驗(yàn)。本文通過(guò)借鑒優(yōu)秀的智能座椅案例，對(duì)其進(jìn)行分析與討論，體會(huì)單片機(jī)在智能座椅上的應(yīng)用效果。2.5研究工作條件和基礎(chǔ)1.去學(xué)校的圖書館、電子閱覽室查詢并收集相關(guān)文獻(xiàn)和資料，并妥善保存。2.及時(shí)通過(guò)電話、短信、在線聊天、郵件、面談等方式請(qǐng)教指導(dǎo)老師相關(guān)問(wèn)題，并與同學(xué)共同討論研究。3.利用網(wǎng)絡(luò)查詢所需的資料，從中國(guó)知網(wǎng)、維普網(wǎng)、百度文庫(kù)等相關(guān)網(wǎng)站下載相關(guān)論文作為參考資料。4.自己認(rèn)真仔細(xì)研究，通過(guò)不懈的探索對(duì)資料進(jìn)行整理、歸納和總結(jié)，直到最后完成論文的寫作。3.研究進(jìn)度安排：2021.11.20-2021.11.25整理老師意見，搜集相關(guān)文獻(xiàn)，形成文獻(xiàn)筆記；2021.11.26-