对于上肢运动能力丧失的残疾人来说,他们需要费力地用身体其他部位夹持餐具来进食,甚至需要护理人员照料其饮食。这样不仅耗费了人力物力,同时护理人员可能会忽视残疾人的进食意愿,使残疾人失去饮食的自主权,失去战胜困难的信心,所以本研究转而寻求现代智能设备的帮助,来解决这一难题。针对此难题,本研究设计了一款基于机器视觉的残疾人智能喂食机械手来帮助残疾人完成进食过程,主要工作内容包括:利用舵机组成串联结构的机械手模仿人类的手臂,对机械手结构进行设计和校核,对机械手进行逆运动学求解等相关研究;利用相机代替眼睛观察环境,开展了对相机的成像原理、标定过程、坐标系及其转化方法的研究,以及对双目测距算法、人脸检测与定位算法、食物检测与定位算法的原理研究及程序编写等;利用计算机和微处理器代替大脑进行处理计算,开展了对数据通信方法和舵机运动控制方法的研究,以及控制程序的编写等。基于上述研究,完成了基于机器视觉的残疾人智能喂食机械手的研制,经组装调试后所进行的试验与分析表明,样机能顺利地帮助残疾人实现自主饮食,实现了预期的研究目标。