Introducción

El Sistema Automático de Recuperación y Transporte (ATRS por sus siglas en inglés) está siendo desarrollado por Cook Technologies y Freedom Lift Corporation en cooperación con Carnigie-Mellon y Lehigh University. Empleando robótica móvil y visión de computadoras, ATRS guardará/desplegará una silla de ruedas motorizada hacia/desde la parte trasera de una minivan o vehículo similar. Esta tecnología permitirá que operadores con impedimentos físicos viajen independientemente usando un vehículo de pasajeros que llene los requerimientos de seguridad de NHTSA. A diferencia de otras alternativas, la integración de dicho sistema requiere cambios mínimos al vehículo y no afectará el valor de reventa del automotor. Nuestro trabajo se enfoca en algoritmos de control basados en visión para atracar y desplegar la silla de ruedas hacia y desde la plataforma.

 

Localización Basada en Visión

La tarea de navegación desde/hacia la plataforma ha sido descompuesta en dos fases. La navegación desde el operador hacia la vecindad de la plataforma utiliza un controlador con retroalimentación basado en un láser montado en la parte posterior de la silla. Por otro lado, el proceso de atracamiento utiliza un sistema de visión de computadoras en la camioneta para estimar la posición y orientación de la silla.

 

La plataforma está diseñada para acomodar diferentes modelos de sillas motorizadas. Cuando es usada con sillas con larga distancia entre sus ejes, se cuenta únicamente con 2-4 cm para guiar la silla sobre la plataforma. Dichas restricciones, junto al alto nivel de ruido en las medidas tomadas por el láser, dificultan la implementación de un procedimiento de localización basado en el láser a bordo de la silla. En su lugar, utilizamos una cámara 1024×768 Dragonfly^TM de alta resolución montada en la puerta trasera de la camioneta para estimar la posición de la silla a 15 Hz. Luego de una calibración adecuada, el sistema de visión puede localizar la silla con una tolerancia de menos de 1 cm.

 

Una vez la silla ha sido localizada, señales de control son enviadas desde la computadora dentro del vehículo hacia la computadora a bordo de la silla de ruedas a través de una conexión 802.11. El controlador de la silla de ruedas depende de codificadores completos de cuadratura con corrección de girocompás para un nivel adicional de retroalimentación.

Multimedia

1. Animación del Concepto ATRS
   • Alta Resolución [ xvid, 2.43 MB ]
   • Baja Resolución [ xvid, 596 KB | wmv, 948 KB ]
2. Experimentos de Atracamiento
   • Alta Resolución: [ xvid, 2.90 MB | wmv, 4.81 MB ]
   • Baja Resolución: [ xvid, 448 KB | wmv, 871 KB ]
3. Demostración de ATRS
   • Baja Resolución [ xvid, 3.88 MB | wmv, 4.42 MB ]

Publicaciones

• H. Sermeno-Villalta and J. Spletzer, “Vision-based Control of a Smart Wheelchair for the Automated Transport and Retrieval System,”, accepted to the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation.
• Edmund F. LoPresti, Jim Osborn, Thomas Panzarella, Thomas Panzarella, Jr., and John Spletzer, “Automatic Transport and Retrieval System for Power Wheelchairs,” RESNA, June 2005.

Cobertura de Prensa

• Artículo en el North Penn de Agosto 29, 2005
• ABC Canal 6
• NBC Canal 10

Personas

• Sistema de Vision y Control
  • John Spletzer (Lehigh)
  • Humberto Sermeño (Lehigh)
• Integración de la Silla de Ruedas
  • Herman Herman (CMU)
  • Jeff McMahill (CMU)
• Integración del automóvil
  • Tom Panzarella (Freedom Sciences)
  • Mike Martin (Cook Technologies)