基于激光雷达的嵌入式护理床自动对接系统*

李素姣，杨皓文，孟巧玲△，王海涛，喻洪流

(1.上海理工大学康复工程与技术研究所，上海 200093;2.上海康复器械工程技术研究中心，上海 200093;3.民政部神经功能信息与康复工程重点实验室，上海 200093)

1 引 言

据研究，目前我国失能老人已经达到4 200万左右，预计2030年将达到6 000万[1]。在2015年，我国老年人平均带残存活时间约为2～3年，老年人产生失能问题的比例达到10.48%～13.31%，自主移动困难[2]。为解决失能患者自主移动问题，一些高校和研究机构研发了智能可分离式护理床，其中床椅的自动对接是保障失能患者安全归位的关键技术之一。

为解决智能可分离式护理床的自动对接技术，国内外学者投入了大量的研究工作。Mascaro等[3]最早提出了可重构的轮椅床系统，该系统基于力传感器的对接控制策略，通过力传感器逐步调整床体的姿态从而实现床椅对接[4]；Zou等[5]、Ye等[6]先后提出的两种对接方式均采用安装在轮椅上方的视觉传感器，并采用直线跟踪算法实现床椅的对接；胡木华等[7]采用激光雷达对接与巡线对接的方式，并结合开门式，旋转座椅式等轮椅动作，实现了床椅的侧方分离对接；李秀智等[8-9]提出了一种基于视觉与超声波数据融合的床椅侧边对接策略，利用标定点视觉传感器确定水平位置中心，超声波传感器获取当前深度信息关系，借此获取床椅相对位姿信息。综上，目前床椅对接仍以侧方对接方式为主，单侧对接的结构问题不利于失能患者翻身，且人工挪动易造成二次伤害[10-11]。……