6 research outputs found
Contribution to active optical profilometry, for securing the movement of electric wheelchairs
En France, plus de 2 enfants sur 1000 naissent avec une « Paralysie CĂ©rĂ©brale », provoquĂ©e par des lĂ©sions au niveau cĂ©rĂ©bral. Cette pathologie non-Ă©volutive, entraine des troubles de la motricitĂ© et du processus attentionnel. Certains de ces enfants nâont pas accĂšs au fauteuil roulant Ă©lectrique pour des raisons de sĂ©curitĂ©, car susceptibles de commettre des erreurs dangereuses de pilotage. Ils nâont donc pas accĂšs Ă lâautonomie et se dĂ©placent en fauteuil manuel poussĂ© par une tierce personne. Or, aujourdâhui les Ă©tudes mĂ©dicales du domaine font consensus sur la nĂ©cessitĂ© de lâaccession au dĂ©placement autonome, indispensable pour le dĂ©veloppement personnel, intellectuel et la participation sociale de toute personne, handicapĂ©e ou non. Ce travail de thĂšse a pour but de dĂ©velopper un systĂšme optronique adaptable, permettant de transformer un fauteuil roulant Ă©lectrique classique, en fauteuil roulant semi-autonome. Ceci signifie que lâutilisateur garde le contrĂŽle de la direction et de la vitesse du fauteuil, mais que des capteurs peuvent inhiber les commandes empĂȘchant les situations de basculement (trottoirs, escaliers, etc.) ou de collision frontale. La prioritĂ© est placĂ©e sur un dispositif constituĂ© dâune combinaison de capteurs pouvant sâadapter sur les diffĂ©rents modĂšles existants de fauteuil en respectant leur encombrement initial. Tous les capteurs utilisĂ©s ou conçus pour lâobjectif recherchĂ©, doivent maintenir leurs performances dans tous les environnements (intĂ©rieur, extĂ©rieur, fort ensoleillement, goudron mouillĂ©, etc.). La consommation Ă©nergĂ©tique totale ne doit pas excĂ©der quelques Watts. Concernant lâanticollision frontale et le passage de portes, nous avons dĂ©veloppĂ© une solution associant pour chaque cĂŽtĂ© du fauteuil un double capteur infrarouge et un capteur Ă ultrasons. Les capteurs infrarouges, dĂ©veloppĂ©s en interne, sont conçus pour avoir des zones de protection cylindriques, permettant de dĂ©tecter efficacement les passages dĂ©gagĂ©s de la taille du fauteuil et gĂ©rer les angles grĂące au double capteur. Le capteur Ă ultrasons est destinĂ© Ă gĂ©rer les obstacles fins foncĂ©s frontaux Ă courte distance pouvant Ă©chapper aux capteurs infrarouges. Concernant le contrĂŽle de la planĂ©itĂ© du sol et donc lâantibasculement, un lidar laser miniature trifaisceaux a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© pour protĂ©ger chaque roue avec 1 m dâanticipation. Les donnĂ©es des diffĂ©rents capteurs seront couplĂ©es Ă lâodomĂ©trie du fauteuil afin de prendre les dĂ©cisions sur les commandes. Les capteurs sont conçus pour assurer une anticipation suffisante jusquâĂ 3km/h. Il sâagit dâune vitesse faible, mais adaptĂ©e Ă des utilisateurs qui dans le contexte actuel ne sont pas autorisĂ©s Ă piloter. Des tests en situation rĂ©elle dans des situations climatiques variĂ©es sont rĂ©alisĂ©s.In France, more than 2 children out of 1000 are born with "Cerebral Palsy", caused by lesions on the cerebral level. This non-progressive pathology causes disorders of motor skills and the attentional process. Some of these children do not have access to the electric wheelchair for safety reasons, as they may make dangerous steering mistakes. They do not have access to autonomy and move in manual wheelchair pushed by a third person. However, today the medical studies of the field point on the need for accession to autonomous displacement, essential for personal development, intellectual and social participation of any person, disabled or not. This thesis aims to develop an adaptable optronic system, transforming a classic electric wheelchair into a semi-autonomous wheelchair. This means that the user keeps control of the direction and speed of the chair, but that sensors can inhibit controls that prevent from falls (sidewalks, stairs, etc.) or frontal collisions. The priority is placed on a device consisting of a combination of sensors that can adapt to the different existing models of wheelchair respecting their initial size. All sensors used or designed for the intended purpose, must maintain their performance in all environments (indoor, outdoor, strong sunlight, wet tar, etc.). The total energy consumption must not exceed a few Watts. For frontal collision avoidance and door entry, we have developed a solution combining for each side of the chair a double infrared sensor and an ultrasonic sensor. The infrared sensors, developed in-house, are designed to have cylindrical protection zones, making it possible to effectively detect the passages cleared of the size of the chair and to manage the angles thanks to the double sensor. The ultrasonic sensor is designed to handle dark fine end-face obstacles that can escape infrared sensors. The control of the flatness of the floor and therefore of the anti-tip, a LiDAR triple laser beams has been developed to protect each wheel with 1 m of anticipation. The data of the various sensors will be coupled to the odometry of the chair to make decisions on orders. The sensors are designed to provide sufficient anticipation up to 3 km/h. This is a low speed, but suitable for users who in the current context are not allowed to drive.Real-life tests in various climatic situations are carried out. Solutions are sought for chaotic floors or when the user moves a lot on the chair
Contribution à la profilométrie optique active, pour la sécurisation des déplacements de fauteuils roulants électriques
In France, more than 2 children out of 1000 are born with "Cerebral Palsy", caused by lesions on the cerebral level. This non-progressive pathology causes disorders of motor skills and the attentional process. Some of these children do not have access to the electric wheelchair for safety reasons, as they may make dangerous steering mistakes. They do not have access to autonomy and move in manual wheelchair pushed by a third person. However, today the medical studies of the field point on the need for accession to autonomous displacement, essential for personal development, intellectual and social participation of any person, disabled or not. This thesis aims to develop an adaptable optronic system, transforming a classic electric wheelchair into a semi-autonomous wheelchair. This means that the user keeps control of the direction and speed of the chair, but that sensors can inhibit controls that prevent from falls (sidewalks, stairs, etc.) or frontal collisions. The priority is placed on a device consisting of a combination of sensors that can adapt to the different existing models of wheelchair respecting their initial size. All sensors used or designed for the intended purpose, must maintain their performance in all environments (indoor, outdoor, strong sunlight, wet tar, etc.). The total energy consumption must not exceed a few Watts. For frontal collision avoidance and door entry, we have developed a solution combining for each side of the chair a double infrared sensor and an ultrasonic sensor. The infrared sensors, developed in-house, are designed to have cylindrical protection zones, making it possible to effectively detect the passages cleared of the size of the chair and to manage the angles thanks to the double sensor. The ultrasonic sensor is designed to handle dark fine end-face obstacles that can escape infrared sensors. The control of the flatness of the floor and therefore of the anti-tip, a LiDAR triple laser beams has been developed to protect each wheel with 1 m of anticipation. The data of the various sensors will be coupled to the odometry of the chair to make decisions on orders. The sensors are designed to provide sufficient anticipation up to 3 km/h. This is a low speed, but suitable for users who in the current context are not allowed to drive.Real-life tests in various climatic situations are carried out. Solutions are sought for chaotic floors or when the user moves a lot on the chair.En France, plus de 2 enfants sur 1000 naissent avec une « Paralysie CĂ©rĂ©brale », provoquĂ©e par des lĂ©sions au niveau cĂ©rĂ©bral. Cette pathologie non-Ă©volutive, entraine des troubles de la motricitĂ© et du processus attentionnel. Certains de ces enfants nâont pas accĂšs au fauteuil roulant Ă©lectrique pour des raisons de sĂ©curitĂ©, car susceptibles de commettre des erreurs dangereuses de pilotage. Ils nâont donc pas accĂšs Ă lâautonomie et se dĂ©placent en fauteuil manuel poussĂ© par une tierce personne. Or, aujourdâhui les Ă©tudes mĂ©dicales du domaine font consensus sur la nĂ©cessitĂ© de lâaccession au dĂ©placement autonome, indispensable pour le dĂ©veloppement personnel, intellectuel et la participation sociale de toute personne, handicapĂ©e ou non. Ce travail de thĂšse a pour but de dĂ©velopper un systĂšme optronique adaptable, permettant de transformer un fauteuil roulant Ă©lectrique classique, en fauteuil roulant semi-autonome. Ceci signifie que lâutilisateur garde le contrĂŽle de la direction et de la vitesse du fauteuil, mais que des capteurs peuvent inhiber les commandes empĂȘchant les situations de basculement (trottoirs, escaliers, etc.) ou de collision frontale. La prioritĂ© est placĂ©e sur un dispositif constituĂ© dâune combinaison de capteurs pouvant sâadapter sur les diffĂ©rents modĂšles existants de fauteuil en respectant leur encombrement initial. Tous les capteurs utilisĂ©s ou conçus pour lâobjectif recherchĂ©, doivent maintenir leurs performances dans tous les environnements (intĂ©rieur, extĂ©rieur, fort ensoleillement, goudron mouillĂ©, etc.). La consommation Ă©nergĂ©tique totale ne doit pas excĂ©der quelques Watts. Concernant lâanticollision frontale et le passage de portes, nous avons dĂ©veloppĂ© une solution associant pour chaque cĂŽtĂ© du fauteuil un double capteur infrarouge et un capteur Ă ultrasons. Les capteurs infrarouges, dĂ©veloppĂ©s en interne, sont conçus pour avoir des zones de protection cylindriques, permettant de dĂ©tecter efficacement les passages dĂ©gagĂ©s de la taille du fauteuil et gĂ©rer les angles grĂące au double capteur. Le capteur Ă ultrasons est destinĂ© Ă gĂ©rer les obstacles fins foncĂ©s frontaux Ă courte distance pouvant Ă©chapper aux capteurs infrarouges. Concernant le contrĂŽle de la planĂ©itĂ© du sol et donc lâantibasculement, un lidar laser miniature trifaisceaux a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© pour protĂ©ger chaque roue avec 1 m dâanticipation. Les donnĂ©es des diffĂ©rents capteurs seront couplĂ©es Ă lâodomĂ©trie du fauteuil afin de prendre les dĂ©cisions sur les commandes. Les capteurs sont conçus pour assurer une anticipation suffisante jusquâĂ 3km/h. Il sâagit dâune vitesse faible, mais adaptĂ©e Ă des utilisateurs qui dans le contexte actuel ne sont pas autorisĂ©s Ă piloter. Des tests en situation rĂ©elle dans des situations climatiques variĂ©es sont rĂ©alisĂ©s
Tactile Interface for Electric Wheelchair
International audienceIn the framework of an augmented multimodal electric wheelchair for people with multiple disabilities, we propose a new user interface based on an Android application on a tablet to steer the wheelchair. The proposed system aims at overcoming some of the problems encountered with the traditional joystick interface like the involuntary arm extensions due to spasticity conditions. These often lead to unwanted movement of the chair and, in many cases, to accidents. The application uses different output modalities to allow the user keep his/her attention on the navigation task without having to visually focus on the tablet screen. We conducted some preliminary tests with some people with disabilities to engage them in the design process and get their feedback on the first prototype. The general impression was positive with insight on future improvements to the system
Guiding Wheelchairs by Active Optical Profilometry, for Persons with Multiple Disabilities
International audienceThis paper presents the progress of a project which purpose is to design, implement and evaluate an assistance device by active optical imaging, to secure the movement of wheelchair users with motion and cognitive disabilities and endow it with an adaptable multimodal interface, based on sensory-motor skills of the disabled person. A combination of embedded sensors can analyze the user's environment to interact directly on the chair in case of path considered as hazardous. In a second step, a multimodal interface will provide a wide range of interaction possibilities, in order to adapt in the most optimal way, to the interaction capabilities of the multiple disabilities people
Fauteuil roulant électrique augmenté pour polyhandicapés
International audienceChaque annĂ©e naissent en France plus de 1800 enfants atteints dÂInfirmitĂ© Motrice CĂ©rĂ©brale (IMC) (Association des ParalisĂ©s de France, 2011). Cette pathologie due Ă des lĂ©sions cĂ©rĂ©brales pĂ©rinatales, entraĂźne divers troubles sensoriels, de perception, du comportement et de la communication (Truscelli et al., 2006). Les nouveau-nĂ©s atteints, se retrouvent gĂ©nĂ©ralement dans une situation de polyhandicap qui affecte leurs capacitĂ©s de dĂ©placement et de comprĂ©hension de lÂenvironnement qui les entoure. Ces enfants sont accueillis dans des centres spĂ©cialisĂ©s, oĂč est mise en place une solution de mobilitĂ©, souvent sous la forme dÂun fauteuil roulant Ă©lectrique. Malheureusement, il est frĂ©quent que cette alternative fasse apparaĂźtre un certain nombre de problĂšmes liĂ©s aux mouvements non-contrĂŽlĂ©s des utilisateurs. En effet, dans des situations Ă forte charge Ă©motionnelle, de stress ou de fatigue, ces enfants sont susceptibles dÂemprunter, de maniĂšreinvolontaire, des trajectoires dangereuses pour eux et/ou pour leur entourage (enfant allongĂ© au sol, autre fauteuil roulant Ă proximitĂ©, ...). Le but de notre projet est de proposer un systĂšme permettant une meilleure indĂ©pendance pour lÂutilisateur polyhandicapĂ© dans ses dĂ©placements. Notre approche consiste Ă Ă©quiper le fauteuil de capteurs, afin de pouvoir identifier les situations dangereuses et si nĂ©cessaire agir automatiquement sur ses commandes afin de les prĂ©venir. LÂobjectif est double. Il sÂagit dÂune part, dÂĂ©viter autant que possible le bridage du fauteuil tout en maintenant un niveau de sĂ©curitĂ© optimal. DÂautre part, nous espĂ©rons quÂavec un tel systĂšme, certains polyhandicapĂ©s qui sont actuellement dans lÂincapacitĂ© dÂutiliser seuls un fauteuil roulant Ă©lectrique, pourraient se voir offrir cette opportunitĂ©. Notre approche se veut progressive. Dans un premier temps, il est question dÂempĂȘcher automatiquement le fauteuil dÂatteindre une vitesse excessive dans les passages Ă©troits ou encombrĂ©s par des objets/personnes. Les rĂ©ponses envisagĂ©es vont de lÂavertissement sensoriel multimodal signalant lÂapproche dÂun danger, Ă la rĂ©duction progressive de sa vitesse. Nous dĂ©veloppons actuellement un capteur optiqueactif infrarouge destinĂ© Ă identifier cette situation Ă risque et Ă©tudions les moyens de prendre automatiquement le contrĂŽle du fauteuil. DÂautres situations Ă risque ont dĂ©jĂ Ă©tĂ© identifiĂ©es (escaliers, trottoirs, ...) et feront lÂobjet de traitement lors des Ă©tapes suivantes du projet
Guidage de fauteuils roulants pour polyhandicapés, par profilométrie optique active
Cet article prĂ©sente lÂĂ©tat dÂavancement dÂun projet dont le but est de concevoir, mettre en oeuvre et Ă©valuer un dispositif dÂassistance par imagerie optique active pour sĂ©curiser les dĂ©placements des personnes en fauteuil roulant avec handicap cognitif associĂ© et de doter ce dispositif d'une interface multimodale adaptable en fonction des capacitĂ©s sensori‐motrices de la personne handicapĂ©e. Une combinaison de capteurs embarquĂ©s permet dÂanalyser lÂenvironnement de lÂutilisateur et dÂintervenir directement sur le fauteuil en cas de trajectoire jugĂ©e dangereuse. Dans une seconde Ă©tape, une interface multimodale permettra d'offrir un large panel de possibilitĂ©s d'interaction afin de s'adapter de la maniĂšre la plus optimale possible aux capacitĂ©s d'interaction de la personne polyhandicapĂ©e