Desenvolvimento de uma interface homemmáquina aplicada a uma cadeira de rodas robótica por meio de PDA

Abstract

Nesta Dissertação de Mestrado, foi desenvolvido um sistema assistivo, composto por uma interface homem-máquina (IHM) e uma estação de monitoramento remoto, destinado ao indivíduo com severo comprometimento orgânico. A IHM pode ser acionada por meio de um apontador de cabeça, piscada de olhos, movimento do globo ocular, posição da íris captada por uma câmara de vídeo e sinais cerebrais. Essa IHM confere ao usuário um novo canal de comunicação, além de poder comandar uma cadeira de rodas robótica. Um PDA (do inglês Personal Digital Assistant), embarcado nessa cadeira, atua como interface gráfica, contendo opções de seleção pelo usuário, tais como sentido de movimento da cadeira, expressar necessidades, permitir comunicação textualmente ou levá-lo a pontos específicos de ambientes estruturados. Nessa última opção, um sistema de controle embarcado permite a navegação autônoma até o cômodo desejado, de acordo com a implementação de um controlador de posição com desvio de obstáculos. A interface com o usuário desenvolvida possui saída acústica e informa cada opção escolhida através de um sintetizador de voz, facilitando a comunicação com membros do convívio. A unidade de monitoramento é composta por um segundo PDA, de onde é possível monitorar, remotamente, informações da cadeira de rodas em ambiente estruturado, como posição e velocidade, enviar comandos direto aos motores, ou até mesmo selecionar pontos destinos desse ambiente e enviá-los ao sistema de navegação.

This Master Thesis presents an assistive system, composed by a humanmachine interface (IHM, in Portuguese) and a remote surveillance station, designed for neuromotor impaired people. The IHM can be controlled with a head pointer, eye blinks, movements of eyeball, iris position collected by video camera or through brain signals. This interface gives the user a new communication channel, besides controlling a robotic wheelchair. A PDA, onboard in this wheelchair, acts as a graphic interface, with options that allow the user to choose the wheelchair movement direction, express necessity, permit textual communication or go to specific points in an Intelligent Environment. In that case, an onboard controlling system allows autonomous navigation until a desired point, according to a position controller, including obstacle avoidance. The developed user interface has an acoustic output and inform every option selected by the user through a voice synthesizer, making communication with a household member easier. The surveillance station is compound by a second PDA, which allows remote surveillance of wheelchair information in an intelligent place, like position and velocity. It can also send commands direct to the motors, or even select destiny points and send them to the navigation system.