Virtual environment for smart wheelchair simulation

Authors

  • Leomar Santos Marques Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG) https://orcid.org/0000-0002-5775-1003
  • Ricardo Rodrigues Magalhães Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)
  • Danilo Alves de Lima Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG) https://orcid.org/0000-0002-4101-1609
  • Jefferson Esquina Tsuchida Departamento de Física (DFI), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG) https://orcid.org/0000-0002-7667-2319
  • Diego Cardoso Fuzatto Departamento de Física (DFI), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

Keywords:

Wheelchair users, virtual environment, Smart wheelchair, Computer Vision

Abstract

The difficulty of designing equipment for individuals who have some degree of special needs is that each individual has a unique clinical picture, hampering the development of new technologies. In this sense, this article explores the ways in which the design and evaluation of virtual devices can be combined with new prototyping techniques to create and develop equipment that will allow wheelchair accessibility to be improved. To this end, a computer vision control structure and a virtual software were created to assist in the development of a wheelchair coupling project, in order to study and evaluate the functional characteristics of the device. In this way, the present work incorporates a virtual system that represents the automation and mechanical design of new wheelchairs. Thus defining a prototyping methodology with the aid of virtual environments, based on movement controls adaptive to the parameters stipulated in real environments. Therefore, the present work results in a simulator for an electric wheelchair docking platform for “multiple disabilities”, which allows the validation of the project, the acquisition of development needs, the proposition of improvements in the preliminary acquisition platform and a system of computer vision control.

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Author Biographies

Leomar Santos Marques, Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

Leomar Santos Marques Possui graduação em Engenheira Mecânica pela Universidade Federal de Juiz de Fora (2016), mestrado em Engenharia de Sistemas e Automação pela Universidade Federal de Lavras, atuando em projetos mecânicos voltados para sistemas não tripulados (autônomos) e diversas outras tecnologias que auxiliam na mobilidade terrestre. Desenvolve pesquisas utilizando redes neurais, lógica Fuzzy e algoritmos evolucionários
aplicados a detecção de doenças e falhas em equipamentos.

Ricardo Rodrigues Magalhães, Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

Ricardo Rodrigues Magalhães Possui graduação em Engenharia Industrial Mecânica pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (2000), mestrado em Mecatrônica pela Universidade Federal da Bahia (2008), doutorado em Engenharia Industrial pela Universidade Federal da Bahia (2011) e Pós-Doutorado na University of Liverpool, LIVERPOOL, Inglaterra (2014). Analista de produto entre 2000 e 2003 na FIAT Automóveis S.A., FIAT, Brasil Engenheiro de Produto PI na MSX International do Brasil, MSX, Brasil, no período de 2004 a 2005, Engenheiro de Produto Sr. no periodo de 2005 até 2010, na Ford Motor Company Brasil - Matriz, FORD MOTOR, Brasil.Atualmente é professor adjunto da Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Engenharia de Produção, com ênfase em Desenvolvimento de Produto, atuando principalmente nos seguintes temas: Método dos elementos finitos, análise de tensões e biomecânica.

Danilo Alves de Lima, Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e Automação (PPGESISA), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

Professor Adjunto no Departamento de Automática (DAT) da Universidade Federal de Lavras (UFLA), Foi Pós-Doutorando no mesmo departamento desta universidade. Recentemente, foi pesquisador/professor temporário na Universidade de Tecnologia de Compiègne (UTC), Compiègne, França, sendo membro do Laboratório Heudiasyc/CNRS UMR 7253. Neste laboratório, fez seu doutorado em Engenharia Elétrica e de Computação na especialidade de Tecnologia da Informação e Sistemas entre maio de 2012 e junho de 2015, onde desenvolveu um sistema de navegação inteligente baseado em sensores para carros autônomos. Seu mestrado foi em Engenharia Elétrica na área de Visão computacional e Robótica, na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG, 2010), onde desenvolveu um sistema de controle e desvio de obstáculos para um carro autônomo. Possui duas graduações, sendo uma em Engenharia de Controle e Automação pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG, 2008) e a segunda em Licenciatura em Música/Habilitação em violão pela Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG, 2009). Também trabalhou na empresa Invent Vision Sistemas de Imagem e Visão, onde desenvolveu sistemas baseados em visão computacional para indústrias em geral. Tem experiência nas áreas de Robótica, Visão Computacional e Automação Industrial.

Jefferson Esquina Tsuchida, Departamento de Física (DFI), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

É Bacharel em Física pela Universidade Federal de São Carlos (2004), mestre em Física pela Universidade Federal de São Carlos (2007) e doutor em Física Aplicada pela Universidade de São Paulo (2011). Atualmente é professor adjunto no Departamento de Física da Universidade Federal de Lavras, onde é o coordenador do curso de graduação em Engenharia Física. Tem experiência na área de Física, com ênfase no estudo de materiais vítreos (caracterização estrutural e propriedades), tecnologias de pré-tratamenjto de biomassa para produção de bioetanol.

Diego Cardoso Fuzatto, Departamento de Física (DFI), UFLA, Campus Lavras Lavras (MG)

Possui graduação em Tecnologia em Automação Industrial pela Faculdade Senai de Tecnologia (2015). Atualmente é técnico em instrumentação, da Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física Geral.

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Published

2021-06-01

How to Cite

Santos Marques, L., Magalhães, R. R., Lima, D. A. de, Tsuchida, J. E. ., & Fuzatto, D. C. (2021). Virtual environment for smart wheelchair simulation. IEEE Latin America Transactions, 19(3), 456–465. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/3570

Issue

Vol. 19 No. 3 (2021): Ordinary Issue

Section

Articles