I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   7 0 0 1 ~ 7 0 1 2   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 7 0 0 1 - 7 0 1 2           7001       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Wheelcha ir   sa fety  sy stem using  f u zzy lo g ic control le r t o  av o id  o bstruction       E nd ro   Yul ia nto 1 ,   Um a ima h M it s a lia   Um m i Sa lwa 2 ,   T riwiy a nto 1 ,   T ri  B o wo   I nd a rt o 1   1 D e p a r t me n t   o f   M e d i c a l   El e c t r o n i c s T e c h n o l o g y ,   P o l t e k k e s  K e m e n k e s S u r a b a y a ,   S u r a b a y a ,   I n d o n e s i a   2 B i o me d i c a l   E n g i n e e r i n g   M a st e r   D e g r e e ,   D e p a r t m e n t   o f   P h y s i c s ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t a s  A i r l a n g g a ,     S u r a b a y a ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   6 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 5 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       A  wh e e lch a ir  is   th e   p rima ry   m e a n s  o f   m o b il it y   f o r  in d iv i d u a ls   u n a b le   to   wa lk .   T h is  st u d y   a ime d   t o   d e v e lo p   a   sa fe ty   sy ste m   f o r   e lec tri c   wh e e lch a irs  to   h e lp   p e o p le  with   tetra p leg ia  a v o id   o b str u c ti o n s.  Th e   m a in   c o n tri b u ti o n   o f  th is  st u d y   is  t h e   im p lem e n tatio n   o f  a   se n s o r  wit h   a   wi d e r  re flec ti o n   a n g le  a n d   th e   a d j u stm e n t  o f   th e   wh e e lch a ir' s  sp e e d   b a se d   o n   t h e   d istan c e   to   t h e   o b stru c t io n ,   e li m in a ti n g   th e   n e e d   fo r  m a n u a l  sp e e d   se lec ti o n .   Th e   sa fe ty   sy ste m   u ti li z e s  LV - M a x S o n a rE Z1   u lt ra s o n ic  se n so rs,  w h ich   f u n c ti o n   a s  re flec tan c e   d istan c e   re a d e rs  p lac e d   o n   th e   fr o n t ,   re a r,   r ig h t,   a n d   left  sid e s  o f   th e   wh e e lch a ir.   T h e   o u t p u t  fr o m   th e   se n so rs   is   in p u t  i n t o   a n   Ar d u i n o ,   w h ic h   fu n c ti o n s  a s   th e   c o n tro ll e r.   T h e   sa fe ty   sy ste m   e m p l o y s   a d a p t iv e   sp e e d   c o n tro l  b a se d   o n   d istan c e   th r o u g h   a   f u z z y   lo g ic  c o n tr o ll e r.   Th e   wh e e lch a ir  wa s  tes ted   with   o b str u c ti o n   d ista n c e s  o f  1 ,  1 . 8 ,   3 ,   a n d   1 0   m .   T h e   wh e e lch a ir  c o u ld   sto p   a t  a   d istan c e   o f  3 4 . 0 6   c m   fo r  f o rwa rd   m o v e m e n t  a n d   4 5 . 1 6   c m   fo r   re v e rse   m o v e m e n t.   Th e   re su lt s  o f  th is  stu d y   su c c e ss fu ll y   d e m o n stra te  th e   c re a ti o n   o f  a   sa fe ty   sy ste m   o n   a   wh e e lch a ir  u sin g   u l tras o n ic  se n so rs  to   a v o id   o b stru c t io n s  a n d   d e tec t  a re a s,  w it h   m o re   a d a p t iv e   sp e e d   c o n tro l   b a se d   o n   d istan c e   th r o u g h   a   f u z z y   l o g ic c o n tro ll e r.   K ey w o r d s :   Av o id   o b s tr u ctio n   Fu zz y   lo g ic  co n tr o ller   Pu ls e  wid th   m o d u latio n   Saf ety   wh ee lch air   Ultr aso n ic  s en s o r   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Um aim ah   Mitsalia U m m i Sal wa   B io m ed ical  E n g in ee r in g   Ma s ter   Deg r ee ,   Dep a r tm en t o f   Ph y s ics ,   Facu lty   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y ,   Un iv er s itas   Air lan g g a   Su r ab ay a,   I n d o n esia    E m ail: u m aim ah 0 0 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  ea s e  o f   m o b ilit y   is   o n e  o f   th e  m o s t im p o r tan t c h ar ac ter is tics   th at  ca n   im p r o v e  p eo p le' s   q u ality   o f   life .   Peo p le  with   d is ab ilit ies  r ely   lar g ely   o n   m o b ilit y   aid s   to   im p r o v e  th eir   q u ality   o f   life   [ 1 ] .   T h e  2 0 1 5     in ter - ce n s u s   p o p u latio n   s u r v ey   ( SUPAS )   s h o wed   th at  8 . 5 6 %  o f   t h e  p o p u latio n   ex p e r ien ce d   f u n ctio n al   d if f icu lties ,   s p ec if ically   th e   in ab ilit y   to   ca r r y   o u t   n o r m al  d aily   ac tiv ities .   T h e   s u r v ey   also   s tated   th at  3 . 7 6 %  o f   th e  p o p u latio n   h ad   d if f icu lty   walk in g ,   with   0 . 3 2 %  b ei n g   r e s id en ts   wh o   f u lly   n ee d ed   h elp   f r o m   o th er s .   M o s t   p atien ts   with   tetr ap leg ia  ca u s ed   b y   s p in al  co r d   in j u r y   ( SC I )   h av e   lim itatio n s   in   u s in g   lim b   f u n ctio n s ,   wh ic h   lead s   to   d ep e n d en ce   o n   ac tiv ities   o f   d aily   liv i n g   [ 2 ] – [ 4 ] .   A  wh ee lch air   is   o n e  o f   t h e  m o s t  im p o r tan t  m o b ilit y   aid s   f o r   p er s o n s   with   d is ab ilit i es  [ 1 ] ,  [ 5 ] – [ 7 ] .   W h ee lch air s   ar e  d esig n ed   to   allo w  u s er s   to   m o v e  in d ep e n d en tl y   an d   c o m f o r tab ly .   T h e y   ca n   b e   co n tr o lled   u s in g   v ar io u s   s y s tem s ,   s u ch   as   v o ice   r ec o g n itio n   [ 8 ] – [ 1 0 ] ,   jo y s tick   co n tr o l  [ 1 1 ] – [ 1 4 ] ,   elec tr o e n c ep h alo g r a p h   ( E E G)   s ig n al  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ]   o r   elec tr o m y o g r ap h y   ( E MG )   s ig n als     [ 1 7 ] – [ 2 2 ] .   Saf ety   f ea tu r es,  s u ch   as  o b s tr u ctio n   d etec tio n ,   a r e  cr u cial  f o r   m ain tain in g   a  s af e  d is tan ce   f r o m   o b s tr u ctio n s   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   E f f ec tiv e  s af ety   co n tr o l  i n   wh ee lc h air s   is   ch allen g in g   if   th e  u s er   r elies  s o lely   o n   b io lo g ical  s ig n al  co n tr o l,  s o   p r o x im ity   s en s o r s   m u s t b e  a d d e d   [ 1 7 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 0 0 1 - 7 0 1 2   7002   Pre v io u s   s tu d y   o n   wh ee lch ai r   co n tr o l  u s in g   E MG   s ig n als  f r o m   th e  n ec k   an d   s h o u ld e r   m u s cles   s u cc ee d ed   in   m o v i n g   th e  wh ee lch air   f o r war d ,   b ac k war d ,   r ig h t,  an d   lef t.  Ho we v er ,   u s er s   h av e  d if f icu lty   s to p p in g   th e  wh ee lc h air   q u ic k ly   if   th er e   is   an   o b s tr u ctio n   [ 2 5 ] .   T h is   n ec ess itates  co llab o r atio n   b etwe en   co n tr o l  s y s tem s   an d   s af ety   s y s tem s   in   wh ee lch air s .   Mo r eo v er ,   th is   s af ety   s y s tem   ca n   en h an ce   u s er   s ec u r ity   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] .   T h e  q u est  f o r   an   ef f ec tiv e  s af ety   s y s tem   h as  led   r esear ch er s   to   test   v ar io u s   ty p e s   o f   s en s o r s .   E ac h   s en s o r ,   h o wev er ,   h as  its   lim i tatio n s   [ 2 8 ] ,   [ 2 9 ] .   Ultr aso n ic  s en s o r s   ar e  th e  m o s t  wid ely   u s ed   f o r   d etec tin g   o b s tr u ctio n s   [ 3 0 ] .   T h e   Par allax   PIN G  s en s o r   ca n   m ea s u r e  d is tan ce s ,   b u t  its   lim ited   d etec t io n   r a n g e  r eq u ir e s   an   in cr ea s ed   n u m b e r   o f   s en s o r s   [ 3 1 ] .   T h e  HC - SR 0 4   s en s o r   is   wid ely   av ailab le  an d   co m m o n l y   u s ed   f o r   wh ee lch air   s af ety ,   b u t  its   r ef lectio n   an g le  is   o n l y   ± 1 5 ° ,   wh ic h   wid en s   th e  b lin d   s p o t  ag ain s t  o b s tr u ctio n s   [ 2 8 ] .  Ultr aso n ic  s en s o r s   ar e  u s u ally   in s talled   at  th e  f r o n t  o r   b ac k   o f   th e  wh ee lch air   to   d etec t  an d   s to p   o b s tr u ctio n s   at  a  p r ed eter m in ed   d is tan ce .   I n   R u za ij   an d   Po o n g u z h ali ' s   r esear ch   [ 3 2 ] ,   th e  s et  d is tan ce   was  1   m ,   b u t  th e   av er ag e  wh ee lch air   s to p p ed   at   0 . 4   m   f r o m   an   o b s tr u ctio n   d u e  to   in er tia  f o r ce .   T h u s ,   it  is   n ec ess ar y   to   r eg u late  m o to r   s p ee d   wh en   th e  s en s o r   d etec ts   an   o b s tr u ctio n   to   en s u r e  th e  wh ee lch air   s to p s   co m p letely   at  th e  s et   d is tan ce .   I n   Deb n at h   et   a l.   r es ea r ch   [ 3 3 ] ,   wh ee lc h air   s p ee d   was  co n tr o lled   u s in g   An d r o id - b ased   p u ls e  wid th   m o d u latio n   ( PW M) ,   r esu ltin g   in   m o r e  lin ea r   an d   co m f o r ta b le  s p ee d   c h an g es  f o r   t h e  u s er .   Ho wev er ,   u s er - co n tr o lled   s p ee d   ad ju s tm en t  v ia  An d r o id   m ad e   th e  w h ee lch air   less   r esp o n s iv e   to   th e   en v ir o n m e n t  an d   r eq u ir ed   h ig h er   u s er   p r ec is io n .   Fu r t h er m o r e,   San k a r d o s s   an d   Gee th a n jali   [ 3 4 ]   co m p ar ed   s p ee d   c o n tr o l   b etwe en   p r o p o r tio n al - i n teg r al - d er iv ativ e  ( PID )   an d   f u zz y   lo g ic  co n tr o ller s .   T h e  s tu d y   f o u n d   th at  PID   co n tr o l   p r o d u ce d   a  s ig n if ican t  o v e r s h o o t  wh en   th e r e  was  a  ch an g e  in   s p ee d ,   eith er   ac ce ler ati n g   o r   d ec eler atin g .   Ad d in g   a  f u zz y   lo g ic  c o n tr o ller   f o r   s p ee d   r eg u latio n   m ad e  th e  wh ee lc h air   m o v em e n t  s m o o th er   a n d   s af er   wh en   th er e  was a   co n tr o l sy s tem   er r o r   o r   u s er   co m m a n d   er r o r ,   h elp in g   av o i d   co llis io n s   o r   o b s tr u ctio n s   [ 3 5 ] .   B ased   o n   th e  p r o b lem s   an d   r e f er en ce s   id en tifie d   ab o v e,   it  c an   b e  co n clu d ed   th at  th e  p r e v i o u s ly   u s ed   u ltra s o n ic  s en s o r   in   wh ee lch a ir s   h as  a  lim itatio n   o f   a  n ar r o w  1 5 °   r ea d in g   a n g le,   r esu ltin g   in   a   wid er   b lin d   s p o t.  An o th er   is s u e  is   th at  p e o p le  with   d is ab ilit ies   s til l  f in d   it  d if f icu lt  to   u s e  An d r o id - b ased   PW M  s p ee d   co n tr o ller s .   T h is   r esear ch   aim s   to   d esig n   an   ad ap ti v e  s af ety   s y s tem   f o r   a   wh ee lch air   b y   a d d r ess in g   th ese   p r o b lem s .   T h e  s o l u tio n   in v o l v es  r ep lacin g   th e  s en s o r   with   o n e  th at  h as  a  wid er   r a n g e,   s p ec if ically   th e  L V - Ma x So n ar E Z 1   s en s o r ,   wh ich   p r o v id es a   d etec tio n   an d   d is ta n ce   r an g e  f r o m   0   to   2 5 4   in ch e s   an d   tr an s m its   l ig h t  with   a  b ea m   wid th   o f   3 3 °   [ 3 6 ] .   Ad d itio n ally ,   to   ad d r ess   t h e  s p ee d   r eg u latio n   is s u e,   th is   s tu d y   p r o p o s es  an   ad ap tiv e  s p ee d   co n tr o l  s y s tem   th at  au to m atica lly   ad ju s ts   th e   wh ee lch air ' s   s p ee d   b ased   o n   th e  d is tan ce   to   th e  o b s tr u ctio n .   A  f u zz y   l o g ic  co n tr o ller   s y s tem   will b e  u s ed   to   r eg u late  th e  m o t o r   s p ee d   b ased   o n   PW M.       2.   M E T H O D    2 . 1 .     E x perim ent a l  s et up   T h e  s tu d y   em p lo y e d   an   u ltra s o n ic  s en s o r   ( L V - Ma x So n ar E Z 1 )   th at  d etec ted   o b jects  f r o m   0   in ch es  to   2 5 4   i n ch es  ( 6 . 4 5   m )   an d   s u p p lied   s o n ar   r an g e  in f o r m atio n   w ith   a  r eso lu tio n   o f   1   in c h .   T h e  av ailab le  in ter f ac e   o u tp u t  f o r m s   in clu d e  p u ls e  wid th   o u tp u t,  an alo g   v o ltag e  o u tp u t,  an d   s er ial  o u tp u t   [ 3 7 ] .   T h is   s en s o r   tr an s m itted   a  b ea m   with   a   wid th   o f   3 3 °   [ 3 6 ] .   T h e  m o v e m en t  o f   t h e  wh ee lch air   is   co n tr o lled   u s in g   E MG   s ig n al  d etec tio n   a n d   f o u r   L V - Ma x So n ar E Z 1   u ltra s o n ic   s en s o r s   to   d etec t  im p ac t   d is tan ce   an d   a d ju s t  s p ee d   u s in g   f u zz y   lo g ic   co n tr o l .   As  s h o wn   in   Fig u r e   1 ,   th e   f o u r   s en s o r s   ar e   lo ca ted   at  th e   f r o n t,   r ea r ,   r ig h t,   an d   lef t   o f   th e  wh ee lch ai r .           Fig u r e  1 .   W h ee lch air   with   4   u l tr aso n ic  s en s o r s   LV - Ma x So n a r E Z 1     L ef t   M o t o r L ef t   M o t o r R i g h t   M o t o r R i g h t   M o t o r R i g h t   M o t o r U l t raso u n d   1  ( U 1) U l t raso u n d   2  ( U 2) U l t raso u n d   4  ( U 4) U l t raso u n d   1  ( U 1) U l t raso u n d   3  ( U 3) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Wh ee lch a ir   s a fety  s ystem  u s in g   fu z z y  lo g ic  co n tr o ller   to   a vo i d   o b s tr u ctio n   ( E n d r o   Yu lia n t o )   7003   F ig u r e  2   ex p lain s   h o w  th e  s y s tem   wo r k s .   T h e  s y s tem   s tar t s   f r o m   th e  in p u t  b lo ck ,   wh ic h   r ec eiv es   co m m an d s   f r o m   th e  E MG   s ig n als  an d   th e  L V - Ma x So n a r E Z 1   u ltra s o n ic  s en s o r s .   E MG   s ig n als  s er v e  as  in p u ts   f o r   wh ee lc h air   m o v em e n t  co m m an d s   s u ch   as  f o r war d ,   b ac k war d ,   r ig h t,   an d   lef t.  T h ese  i n p u ts   ar e   h an d led   b y   an   Ar d u in o   Nan o .   Fu zz y   lo g i c  co n tr o l  t a k es  th e  d is tan ce   d ata  f r o m   th e   u ltra s o n ic  s en s o r s   to   g en er ate  PW M  v alu es,  wh ich   a r e  class if ied   as  r ap id ,   m ed iu m ,   s lo w,   a n d   s to p .   T h e   r esu ltin g   s p ee d s   ar e  t h en   co n n ec ted   t o   th e   s p ee d   co n tr o l c ir cu it o f   th e  r ig h t a n d   lef t m o to r s ,   r esp ec tiv el y   [ 3 8 ] .            Fig u r e  2 .   W h ee lch air   b lo ck   d i ag r am       T h e  s y s tem   h as  two   ar ea s :  f r e e  an d   co r r id o r .   T h e  co r r id o r   i n clu d es  two   m o d es:  f o llo win g   th e  r ig h t   wall  an d   f o llo win g   th e  lef t  wall.   Fig u r e  3   if   d ep icts   h o w  th e  wh ee lch air   u s es  u ltra s o n ic  s en s o r s   to   ch o o s e  a   r eg io n .   O b s tr u ctio n   m ea s u r e m en ts   ar e  p er f o r m ed   b y   s en s o r s   U2   ( lef t - s id e  s en s o r )   an d   U3   ( r ig h t - s id e  s en s o r ) .   Fig u r e  3 ( a)   d ep icts   th e  lef t   wall - f o llo win g   m o d e.   W h en   U2   ( lef t - s id e  s en s o r )   i d en tifi es  a  s h o r t  d is tan ce   to   an   im p ed im en t,  th e  wh ee lch air   m o v es  f o r war d   wh ile  r em ain in g   s af e  f r o m   th e   lef t  wall.   I f   U3   ( th e  r ig h t - s id e  s en s o r )   d etec ts   a n   o b s tr u ctio n   at   a  s h o r t d is tan ce ,   t h e  wh ee lch air   ad v an ce s   f o r wa r d   wh ile   r em ain in g   s af e  f r o m   th e  r i g h t  wall ,   as  s h o wn   in   Fig u r e   3 ( b ) .   Fig u r e  3 ( c)   s h o ws  th at  if   b o t h   U2   an d   U3   id en tify   s h o r t   d is tan ce s   to   b ar r ier s ,   th e   wh ee lch air   s lo ws  d o wn   an d   m o v es  s lo wly .   I f   b o th   s en s o r s   d etec t  v er y   clo s e   o b s tr u ctio n s ,   th e  wh ee lc h air   w ill co m e  to   a  co m p lete  s to p .   I f   n eith er   o f   th ese  co n d itio n s   ar e  m et,   o r   if   b o th   U2   a n d   U3   d etec t  lo n g   d is tan ce s   b etwe e n   b ar r ier s ,   th e  wh ee lch air   en ter s   f r ee   m o d e.   I n   f r ee   m o d e,   th e  u ltra s o n ic  s en s o r s   d etec t  th e  o b s tr u ctio n   d is tan ce   an d   s et  th e  m o to r ' s   PW M  v alu e.   T h e   d is tan ce   d ata  o b tain ed   f r o m   th e  s en s o r s   as  th e   wh ee lch ai r   g o es  f o r war d   a n d   b ac k war d   ar e  u s ed   as  in p u ts   f o r   th e  f u zz y   co n tr o l.  T h ese  in p u ts   ar e  th en   p r o ce s s ed   to   c o n tr o l  th e  m o to r ' s   PW M.     2 . 2 .     P uls e  width  m o du la t io n    Pu ls e  wid th   m o d u latio n   ( PW M ) ,   o r   p u ls e  wid t h   m o d u latio n ,   is   a  tec h n iq u e   f o r   r e g u latin g   th e  p u ls e  wid th   to   c r ea te  th e  d esire d   o u tp u t  v o ltag e.   O r ig in ally   u s ed   in   telec o m m u n icatio n s ,   it  was  later   ap p lied   i n   p o wer   elec tr o n ics.  T h e  b asic  p r in cip le  in v o lv es  a  DC - lin k   v o ltag e,    .   T h e    p h ase  o u tp u t  v o ltag e  in     Fig u r e  4   alter n ates  b etwe en   h alf   th e  p o s itiv e  an d   n eg ativ e  DC - lin k   v o ltag es  b y   co m p ar in g   th e  r ef er en ce   v o ltag es    an d   t h e  ca r r ier   d u r i n g   ea ch   s witch in g   cy cle  .   PW M  wi ll f o r m .   W h en   th e    is   g r ea ter   th an   th e  ca r r ier ,   th e  u p   s witch   in   th e  p h ase  is   tr ig g er ed   an d   th e  d o wn   s witch   is   d ea ctiv ate d .   T h e  tim e  0   f o r   th e  n eg ativ e  v o ltag e  ( −  /2 )   s atis f ie s   th e  eq u ati o n   0 / = (  / 2 −  ) /  .   I n   ( 1 )   s h o ws th at  th e  a v er ag e   v o ltag e    in   o n e  s witch in g   c y cl e    is   eq u al  to     [ 3 9 ] .       = 1   × [ ( − 0 ) ×  2 + ( −  2 ) ] =     ( 1 )       F O R WA R D   F U N C . TU R N   R I G H T  F U N C . BA C K WA R D   F U N C . TU R N   LEF T  F U N C . F R O N T   S EN S O R LEF T   S EN S O R R E A R   S EN S O R R I G H T  S E N S O R R I G H T  D C   M O T O R LEF T   D C   M O TO R D R I V ER Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 0 0 1 - 7 0 1 2   7004   2 . 3 .     F uzzy   lo g ic  co ntr o ller   Fu zz y   lo g ic  h as  a  d e g r ee   o f   m em b er s h ip   b etwe en   0   an d   1 ,   as  o p p o s ed   to   class ical  B o o lean   lo g ic,   wh ich   o n ly   h as  0   a n d   1   v alu es  [ 4 0 ] .   Fu zz y   lo g ic  p r o ce s s e s   in clu d e  f u zz if icatio n ,   r u le  b ase,   in f er en ce ,   an d   d ef u zz if icatio n ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r e  5 .   T h is   m eth o d   m ak es  s y s tem s   m o r e  f lex ib le  an d   ad ap tiv e,   allo win g   f o r   b etter   h an d lin g   o f   u n ce r tain ty   an d   im p r ec is io n   in   co m p le x   co n tex ts .           ( a)   ( b )       ( c)     Fig u r e  3 .   Sh o ws h o w  a  s id e  u l tr aso n ic  s en s o r   m ap s   ( a)   t h e  le f t w all,   ( b )   th e  r ig h t w all,   an d   ( c)   th e  two - s id e   o b s tr u ctio n           Fig u r e  4 .   Pu ls e  wid th   m o d u lat io n     V r e f V dc /2 V dc /2 V dc /2 - V dc /2 - V dc /2 - V dc /2   V x     V x   T 0 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Wh ee lch a ir   s a fety  s ystem  u s in g   fu z z y  lo g ic  co n tr o ller   to   a vo i d   o b s tr u ctio n   ( E n d r o   Yu lia n t o )   7005       Fig u r e  5 .   Fu zz y   lo g ic  c o n tr o l s y s tem   ar ch itectu r e       −   Fu zz if icatio n   is   th e  p r o ce s s   o f   tu r n in g   in p u t  v alu es  to   f u zz y   v alu es  ( lin g u is tic  v ar iab l es).   W h ile  o th er   cu r v es a r e  u tili ze d   in   th e  liter atu r e,   th e  Gau s s ian ,   tr ian g u lar ,   an d   tr ap ez o id al  m em b er s h ip   f u n ctio n s   ar e  th e  m o s t  ty p ically   em p lo y ed   in   f u zz if icatio n   p r o ce s s es.  I n   [ 4 0 ] ,   th e  m em b er s h ip   f u n ctio n   is   ca lcu lated   u s in g   ( 2 ) :     ( , , , ) = {         0 ,   ≤ − − , ≤ ≤ − − , ≤ ≤ 0 , ≤   ( 2 )     wh er e  ( , , , )   is   th e  d eg r ee   o f   m em b er s h ip ,     is   th e  v alu e  o f   th e  v a r iab le,   s u cc ess iv ely   , ,   is   th e   in itial,  m id d le,   an d   en d   v alu es   o f   th e  v ar iab le  as sh o wn   i n   Fig u r e  6 .           Fig u r e  6 .   Fu zz y   s et  o f   tr ian g le s       −   T h e  r u le  b ase  co n tain s   th e  d e cisi o n - m ak in g   r u les.  E ac h   r u l e  h as  two   m ajo r   c o m p o n en ts :  an   an tece d e n t  b lo ck   ( b etwe en   “ If ”   an d   “ Th en ” )   an d   a  c o n s eq u e n t b lo c k   ( af t er   “ Th en ” ).   −   I n f er en ce   d eter m i n es  th e  f u zz y   ju d g m en ts   m ad e   th r o u g h o u t th e  r u le  b ase  p r o ce s s ,   wh ich   r esu lts   in   a  f u zz y   co llectio n   o f   d ec is io n s .   L o g ic al  o p er ato r s ,   s u c h   “ A N D , ”   “ OR , ”   an d   “ N OT , ”   s p ec if y   h o w  f u zz y   v a r iab les  ar e  jo in ed .   −   Def u zz if icatio n   is   th e  r e v er s e  o f   th e  f u zz if icatio n   p r o ce s s ;  it  co n v e r ts   th e  f u zz y   o u t p u t  in t o   cr is p   v alu es  to   b e  ap p lied   t o   th e  s y s tem   [ 4 1 ] .    T h is   s tu d y   em p lo y s   th e  T ak a g i - Su g en o - Kan g   ( T SK)   ap p r o ac h ,   wh ich   is   s im p ler   to   im p lem en t  in   p r o g r a m m in g   lan g u ag es  d u e   to   its   s in g leto n   s et  o n   th e  o u tp u t  v ar ia b le.   As  a  r esu lt,   th e  d ef u zz if icatio n   p r o ce d u r e  is   s im p lifie d .   Fu r th er m o r e,   t h e  T SK  m eth o d   o f f e r s   a  m o r e  e f f icien t  an d   co m p u tatio n ally   ef f ec tiv e   s o lu tio n   f o r   r ea l - tim e  ap p licatio n s   an d   c o n tr o l sy s tem s .   I n   [ 4 0 ] ,   th e  o u tp u t e q u atio n   o f   t h e  T SK m eth o d   is :      = ∑ = 1 ∑ = 1   ( 3 )     w h er e     is   th e  cr is p   o u tp u t  v alu e,     is   th e  d eg r ee   o f   m em b e r s h ip   o f   th e  - th   v alu e  an d     is   t h e  o u tp u t   v alu e  o f   t h e  - th   v ar iab le .     F u z z if ie r I n f e r e n c e R u l e s D e f u z z if ie r C r is p in p u t C r i s p ou t p u t F u z z y  ou t p u t  s e t s F u z z y  in p u t  s e t s   0 1 a b c X M F  ( µ ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 0 0 1 - 7 0 1 2   7006   2 . 4 .     T ec hn ica l   a pp lica t io n o f   f uzzy   lo g ic   T h is   m eth o d   d escr ib es  th e  tech n iq u e  u tili ze d .   Fig u r e  7 ( a)   s h o ws  th e  f u zz y   lo g ic  m ec h a n is m   wh ile  th e  wh ee lch air   is   in   a  f r ee   r eg i o n .   T h e  d is tan ce   b etwe en   th e  wh ee lch air   an d   an   o b s tr u ctio n   is   d iv id ed   in to   f o u r   s eg m en ts :  9   m ,   3   m ,   1 . 8   m ,   a n d   1   m .   T h e   r esu lts   o f   th e  s e n s o r   r ea d in g s   s er v e  as  th e  in p u t  f o r   f u zz y   lo g ic   co n tr o l,  wh ic h   th en   p r o d u ce s   an   o u tp u t a s   PW M  f o r   th e  m o t o r   to   p r ev en t c o llis io n s .   Fig u r es  7 ( b )   an d   7 ( c)   s h o w  th e  m ec h an is m s   f o r   th e  r ig h t  an d   lef t  s id es  o f   th e  co r r id o r .   Fo r   th e  co r r id o r   ar ea ,   th e  s y s tem   em p lo y s   th e  er r o r   v alu e  ca lcu late d   f r o m   th e  d if f e r en ce   b etwe e n   th e  d is tan ce   r ea d   an d   th e  p r ed eter m i n ed   ( s af e)   d is tan ce .   T h e  d ata  co llectio n   in   th is   ex p er im en t  b eg an   b y   estab lis h in g   an   in itial   d is tan ce   b etwe en   th e  w h ee lch air   an d   t h e  wall.   T h e   s en s o r   t h en   ad j u s ts   th e  wh ee lch air ' s   p o s itio n   to   m ain tain   th e  s p ec if ied   d is tan ce   f r o m   th e   wall.     2 . 5 .     F uzzif ica t io n   I n   th is   p r o ce s s ,   t h e  cr is p   v al u e  ( o u tp u t   f r o m   th e  s en s o r )   i s   co n v er te d   in t o   a   m em b er s h ip   lev el   o f   f u zz y   s et  lin g u is tic  ter m s .   T h e   m em b er s h ip   f u n ctio n   f o r   d is tan ce   in   Fig u r e  7 ( a )   is   s h o wn   i n   Fig u r e  8 ,   an d   its   er r o r   in   Fig u r e  7 ( b )   an d   Fig u r e  7 ( c )   is   s h o wn   in   Fig u r e   9 .   T h is   co n v e r s io n   in v o lv es  tr a n s f o r m in g   th e  e x ac t  n u m er ical  v alu e  o f   th e  s en s o r   in to   d eg r ee s   m em b er s h ip   co r r esp o n d in g   to   a  lin g u is tic  ter m   in   a  f u zz y   s et.   T h e  m em b er s h ip   f u n ctio n   is   a  cu r v e  th at  tr a n s f er s   ea ch   p o in t  in   th e  in p u t  s p ac e  to   a  m e m b er s h ip   v alu e  r an g in g   f r o m   0   to   1 ,   in d icatin g   h o w  m u ch   o f   th e  in p u t b elo n g s   to   th e   f u zz y   s et.   T h e  m em b er s h ip   f u n ctio n   f o r   d is tan ce   illu s tr ated   s h o ws  h o w  s h ar p   d is tan ce   v alu es  ar e  ca teg o r ized   in to   ter m s   s u ch   as  “ ve r y  n ea r   ( vn ) , ”  “ n e a r   ( n r ) , ”  “ fa r   ( fr ) , ”  an d   “ ve r y  fa r   ( vfr) . ”  Similar ly ,   m em b e r s h ip   f u n ctio n s   f o r   er r o r s ,   e x p lain   h o w  v ar io u s   lev els  o f   er r o r s   ar e  class if ied   in to   ter m s   s u ch   as  “ n eg a tive  b ig   ( n b ) , ”   “ n eg a tive  med iu m  ( n m) , ”  “ n e g a tive  s ma ll  ( n s ) , ”  “ z ero   ( z e) , ”  “ p o s itive  s ma ll ( p s ) , ”  “ p o s itive  med iu m  ( p m) , ”  o r   “ p o s itive  b ig   ( p b ) . ”           ( a)   ( b )           Fig u r e  7 .   T ec h n ical  m o v em en t s   f o r   ( a)   w h ee lch air   m o b ilit y   f o r war d   o r   b ac k war d   in   a   f r ee   a r ea ,   ( b )   lef t w all  f o llo win g   m o d e,   a n d   ( c )   r ig h t  wall  f o llo win g   m o d e       2 . 6 .     Rule  ba s e  inte rf er ence   I n   th is   s tu d y ,   t h e  r esear c h er   p r o p o s ed   a  b asis   o f   in f er en ce   r u les  f o r   f r ee   ar ea s   an d   h allway   ar ea s ,   as   s h o wn   in   T a b le  1   an d   T ab le  2 .   Fo r   f r ee   a r ea s ,   f o u r   r u les  wer e  u s ed .   I n   T a b le  1 ,   if   th e   d is tan ce   is   v er y   n ea r   (  ) ,   th en   PW M  is   v er y   s lo w  (  ) .   I f   th e  d is tan ce   is   n ea r   (  ) ,   th e n   PW M  i s   s lo w  (  ) .   I f   th e  d is tan ce   is   f ar   (  ) ,   th en   PW M  is   f ast  (  ) .   I f   th e   d is tan ce   is   v er y   f ar   (  ) ,   th en   P W M  is   v er y   f ast  (  ) .   Fo r   th e  h allway   ar ea ,   a  wall - f o llo win g   p r o g r a m   was u s ed   with   a  s p ec if ied   d is tan ce   an d   a  to tal  o f   s ev en   r u les.  I n   T ab le  2 ,   if   th e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Wh ee lch a ir   s a fety  s ystem  u s in g   fu z z y  lo g ic  co n tr o ller   to   a vo i d   o b s tr u ctio n   ( E n d r o   Yu lia n t o )   7007   er r o r   v al u e  is   s m aller   ( m o r e  n eg ativ e  o r   NB ) ,   th en   t h e  s teer in g   v alu e  is   also   s m aller   ( _  ) .   I f   th e  er r o r   v alu e  is   ze r o   (  ) ,   th en   th e   s teer in g   v al u e  is   also   ze r o   ( _  ) .   I f   th e  er r o r   v alu e  is   la r g er   ( m o r e  p o s itiv e  o r   p b ) ,   th e n   th e  s teer in g   v alu e  is   also   lar g er   ( _  ).           Fig u r e  8 .   Me m b er s h ip   f u zz if ic atio n   f o r   f o r war d   an d   r ev e r s e  co m m an d - f r ee   a r ea s           Fig u r e  9 .   Me m b er s h ip   f u n ctio n   f o r   c o r r id o r   ar ea s       T ab le  1 .   R u le  b ase  f o r   th e  f r ee   ar ea   I n p u t   O u t p u t      (         )   ℎ    (       )      (         )   ℎ    (       )      (         )   ℎ    (       )      (         )   ℎ    (       )       T ab le  2 .   R u le  b ase  f o r   wall  f o l lo win g   b eh a v io r   I n p u t   O u t p u t      (        )   ℎ    (       _  )      (        )   ℎ    (       _  )      (        )   ℎ    (        _  )      (        )   ℎ    (        _  )      (        )   ℎ    (        _  )      (        )   ℎ    (        _  )      (        )   ℎ    (       _  )     VN NR FR V F R 0 1 0 50 100 150 200 250 300 de g r e e  o f   m e m be r sh i p i n p u t  vari ab l e   "d i s tan c e   ( c m) " Me m b e rs h ip   Fu n ctio n   o f   f re e   ar e as  m o d e NB NM NS ZE PS PM PB 0 1 -15 -13 -11 -9 -7 -5 -3 -1 1 3 5 7 9 11 13 15 d e g re e   o f  me mb e rs h i p   i n p u t  vari ab l e   "e rr o r d i s tan c e " Me m b e rs h ip   f u n ctio n   o f  co rrid o r  ar e a  m o d e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 0 0 1 - 7 0 1 2   7008   2 . 7 .     Def uzzif ica t io n   T h is   s tu d y   em p lo y ed   f u zz y   S u g en o ,   t h er ef o r e  th e  m em b e r s h ip   f u n ctio n   to o k   th e  f o r m   o f   a  r o d .   T h e   o u tp u t  m em b er s h ip   f u n ctio n   o f   th e  PW M  s ettin g   in   th e  f r e e  ar ea   f o llo win g   t h e  wall  is   s h o wn   in   Fig u r e  1 0 .   Me an wh ile,   th e  o u tp u t  m em b er s h ip   d is p lace m en t  o f   t h e  PW M  s ett in g   in   th e  f r ee   ar ea   f o llo win g   th e  wall  is   s h o wn   in   Fig u r e  1 1 .           Fig u r e  1 0 .   Me m b er s h ip   f u n cti o n   f o r   s p ee d   d ef u zz if icatio n   o u tp u t f r o m   f r ee   ar ea s           Fig u r e  1 1 .   Me m b er s h ip   f u n cti o n   f o r   s teer in g   d ef u zz if icatio n   o u tp u t  f r o m   co r r i d o r   a r ea s       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N    3 . 1 .     Dec re a s e  in P WM   v a lue   Acc o r d in g   to   Fig u r e  1 2 ,   wh en   th e  wh ee lch air   ap p r o ac h es  an   o b s tr u ctio n ,   th e  in itial  d r o p   d is tan ce   is   2 0 0   cm   f r o m   th e  s en s o r   to   t h e  b ar r ier .   T h is   also   o cc u r s   as  th e  wh ee lch air   m o v es  b ac k w ar d s .   At  th e  in itial  d r o p   f r o m   2 0 0 - 7 0   cm ,   th e  d r o p   p r o ce s s   in v o lv es  a  lar g e  d ec r ea s e  o f   u p   to   9 %  in   PW M .   I n   th e  s u b s eq u en t  d ec lin e,   th er e  is   a  s h ar p   d r o p .   W h en   th e  wh ee lch air   m o v es  f o r war d ,   th e  PW M  d ec r ea s e  r ea ch es  4 . 3 %.  Me an wh ile,   wh en   th e  wh ee lc h air   m o v es  b ac k war d ,   th e  d e cr ea s e  in   PW M  r ea ch es  4 . 7 %.  T h is   ca u s es  th e   m o to r   to   n o   lo n g er   b e  s tr o n g   e n o u g h   to   m o v e  th e   wh ee lch air .   I n   p r io r   ex p er im en ts ,   wh ee l ch air s   with   P W M  co n tr o l  w er e  m o r e  lin ea r   an d   co m f o r tab le  with   p er ce n tag es  o f   4 0 %,   6 0 %,   8 0 %,  an d   1 0 0 %.  Ho wev e r ,   th e   r ig h t  an d   lef t   m o to r s   r ec eiv e d   PW M  v alu es  f r o m   An d r o id   co m m an d s   [ 3 3 ] .   T h is   m eth o d   allo ws  th e  wh ee lc h air   to   m o v e  at  v ar ied   r ates  d ep en d in g   o n   th e   d is tan ce   to   th e  im p ed im en t,   w h ich   im p r o v es  u s er   s af ety .   Fu r th er m o r e ,   f o r   d is tan ce s   h ig h e r   th an   2 0 0   cm ,   t h e  wh ee lch air   m o v es  s wif tly   an d   g r ad u ally   d ec r ea s es  s p ee d .   M o v in g   f o r war d ,   th e   av er a g e  d i s tan ce   b etwe en   th e   wh ee lch air   an d   t h e  im p ed im e n t  was  3 4 . 0 6   cm .   W h en   tr a v elin g   r ea r war d ,   th e  wh ee lc h air   s to p s   at  an   av er ag e   d is tan ce   o f   4 5 . 1 6   c m .   VS SL FS VF 0 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 d e gre e   o f  me m b e rs h ip Ou tp u t  v ar iab le   " PWM   (% )" Ou t pu t  f un ct io n o f  fr ee   are a  m o de O _ N B O _ N M O _ N S O _ ZE O _ PS O _ PM O _ PB 0 1 d e gre e   o f  me m b e rs h ip Ou tp u t  v ar iab le   " Stee r" Ou t pu t  f un ct io n o f    wal l fo ll o win g  mo de Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Wh ee lch a ir   s a fety  s ystem  u s in g   fu z z y  lo g ic  co n tr o ller   to   a vo i d   o b s tr u ctio n   ( E n d r o   Yu lia n t o )   7009       Fig u r e  1 2 .   PW M  g r ap h   as th e  wh ee lch air   m o v es f o r war d   an d   b ac k war d   in   th e  f r ee   ar ea   to war d   th e  o b s tr u ctio n       3 . 2 .     Co rr ido r  a re a   Fig u r e  1 3   s h o ws  th at  b o t h   s tu d ies  s tar ted   at  a  d is tan ce   o f   4 0   cm .   B o th   wh ee lch air s   s im u ltan eo u s ly   m o v ed   awa y   wh e n   th ey   d etec ted   th e  d is tan ce .   Su b s eq u en tly ,   th e  s en s o r   ad ju s ted   th e  wh ee lch air ' s   p o s itio n   to   m ain tain   th e  s et  d is tan ce   f r o m   th e  wall.   I n   th e  r i g h t - f o llo win g   m o d e,   th e  f a r th est  d is tan ce   b etwe en   th e   wh ee lch air   an d   th e   r ig h t   wall  was  6 8   cm ,   wh ile  th e   clo s est  d is tan ce   was  2 8   cm .   I n   th is   ca s e,   th er e   was  a  s p ik e  in   th e   d ata  o b tain ed   b y   th e   s en s o r ,   lik ely   d u e   to   in ter f er en ce   f r o m   o th er   s en s o r s .   M e a n w h i l e ,   i n   t h e   l e f t - f o l l o w i n g   m o d e ,   t h e   f a r t h e s t   g a p   b e t w e e n   t h e   w h e e l c h a i r   a n d   t h e   l e f t   w a l l   w a s   5 6   c m ,   a n d   t h e   c l o s e s t   w a s   2 8   c m .           Fig u r e  1 3 .   T h e  g r ap h ic  d ep icts   th e  d is tan ce   b etwe en   th e  w h e elch air   an d   th e   wall  in   th e  co r r id o r   ar ea       I n   t h e   a c t u a l   s e t u p ,   t h e   r i g h t   a n d   l e f t   m o t o r   P W M   c o n f i g u r a t i o n s   w e r e   a d j u s t e d   t o   e n a b l e   t h e  w h e e l c h a i r   t o   t r ac k   a   s t r a i g h t   li n e .   H o w e v e r ,   i t   e n c o u n t e r e d   er r a t i c   m o v e m e n t s .   T h e   u l t r a s o n i c   s e n s o r   r e a d i n g s   w e r e   t r a n s l at e d   i n t o   PW M  v a lu e s   i n   t h e   c o r r i d o r   r e g i o n   t o   a llo w   t h e   w h e e l c h a i r   t o   m o v e   s t r a i g h t   a l o n g   t h e  r i g h t  o r   l e f t   w a l l ;   n o n e t h e l ess ,   t h e   w h e e l c h a i r   s t i ll   d i s p l a y e d   wi n d i n g   m o v e m e n t s   [ 4 2 ] .   A s   s h o w n   i n   F i g u r e   1 3 ,   T h e   u l t r a s o n i c   s e n s o r   d a t a   i n d i c a t ed   t h a t   t h e   d i s ta n c e   b e tw e e n   t h e  w h e e l c h a i r   a n d   t h e   wa l l   d u r i n g   m o v e m e n t   r a n g e d   f r o m   2 8   t o   6 8   c m ,   a n d   t h e   w h e e l c h a i r ' s   m o v e m e n t   w as   s t i ll   t o o   w i n d i n g .     0 5 10 15 20 25 0 50 100 150 200 250 300 PWM  (% ) d is ta n ce   (c m ) PWM  i n  t he  f r ee   ar ea W h e e l c h air  mo ve s  fo rwa r d W h e e l c h air  mo ve s  b ac kw ard 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 100 120 140 160 d is ta n ce   (c m ) time   (s ) Di s t an ce Be t wee n  W heelc ha ir  an d  W al l l e f t  w all ri g ht  w a l l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 0 0 1 - 7 0 1 2   7010   3 . 3 .     Sens o r  re a din g   a re a   An   ex p er im en t  was  co n d u cted   to   d eter m in e  th e  wid th   o f   th e  s en s o r   co v er ag e  ar ea   u s in g   a  5   cm   wid e   b r ick   with   a  f lat   s u r f ac e.   T h e   s en s o r   ca n   d etec t  o b s tr u ctio n s   u p   to   ± 3 0 °   at  a   d is tan ce   o f   1 0 0   cm .   Fig u r e  1 4   illu s tr ates h o w  th e  s h ap e  an d   s u r f ac e  ar ea   o f   th e   o b s tacle   in f l u en ce d   th e   s en s o r   r esp o n s e.           Fig u r e  1 4 .   L V - Ma x So n a r E Z 1   r ea d in g   a r ea   m ap p in g       4.   CO NCLU SI O N    T h e  g o al  o f   th is   s tu d y   was  t o   d ev elo p   a  w h ee lch air   with   E MG   co n tr o l   an d   an   ad a p tiv e  s af ety   s y s tem   em p lo y in g   f u zz y   l o g ic  c o n tr o l .   T h e   L V - Ma x So n a r   E Z 1   u ltr aso n ic  s en s o r   ca n   d etec t   o b s tr u ctio n s   u p   to   ± 3 0 ° ,  p r o v id i n g   a  b r o ad e r   s en s o r   r a n g e  th a n   t h e  HC - SR 0 4   s en s o r .   T h e   s en s o r   r esp o n s e  is   a f f ec t ed   b y   th e   f o r m   an d   s u r f ac e  ar ea   o f   th e  im p ed im e n t  b ein g   r ea d .   Fu r th er m o r e,   th e   r esu lts   o f   th is   r esear ch   s h o w  t h at  th e  wh ee lch air   s af ety   co n tr o l   d esig n   ca n   r e d u ce   s p ee d   lin ea r ly   wh e n   an   o b s tr u ctio n   is   d etec ted ,   co n v er t in g   lin g u is tic  in p u t  f r o m   d is tan ce   r ea d i n g s   in to   PW M  f o r   m o t o r   o u tp u t  u s in g   a   f u zz y   lo g ic   co n tr o ller .   T h e  wh ee lch air   s tar ts   to   r ed u ce   its   s p ee d   at  a  d i s tan ce   o f   2   m .   T h e  wh ee lch air   ca n   o p er ate  a  s af ety   r id in g   s y s tem   in   b o th   f r ee   ar ea s   an d   h allway s .   I t  ca n   s to p   at  an   a v e r ag e  d is tan ce   o f   3 4 . 0 6   cm   wh en   m o v i n g   f o r war d   an d   at  an   av er ag e  d is tan ce   o f   4 5 . 1 6   cm   wh en   m o v in g   b ac k war d .   T o   ac q u ir e   th e  b est  r es u lts ,   it  is   v ital  to   d eter m in e  t h e  p r ec is e  lo ca ti o n   o f   th e  s en s o r   an d   co n s id er   th e   m o v em en t  o f   th e   wh ee ls   to   a v o i d   alter in g   s en s o r   r ea d in g s   wh e n   th e  wh ee lc h air   is   m o v in g .   E x ce s s iv e  u s e  o f   m u l tis en s o r y   s y s tem s   n ee d s   to   b e  m in im ized   to   p r e v en t  s en s o r   d ata  lo s s ,   wh ich   ca n   af f ec t  th e   f u zz y   p r o ce s s .   T h e r ef o r e,   a  s elf - test   is   n ee d ed   o n   th e   wh ee lch ai r   to   en s u r e   th at  all  s en s o r s   ar e   f u n ctio n in g   p r o p er ly .   T h e   r esear ch   r esu lts   ca n   b e   im p lem en t ed   as  a  s af ety   s y s tem   s o lu tio n   f o r   wh ee lc h air s   f o r   tetr ap leg ic  s u f f er er s   to   h elp   s u p p o r t th ei r   d aily   liv es.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   F .   U t a mi n i n g r u m  e t   a l . ,   “ D e v e l o p me n t   o f   c o mp u t e r   v i s i o n   b a se d   o b s t a c l e   d e t e c t i o n   a n d   h u ma n   t r a c k i n g   o n   sma r t   w h e e l c h a i r   f o r   d i s a b l e d   p a t i e n t , ”   i n   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   C o m p u t a t i o n a l   a n d   B u si n e ss  I n t e l l i g e n c e ,   A u g .   2 0 1 7 ,   p p .   1 – 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I S C B I . 2 0 1 7 . 8 0 5 3 5 3 3 .   [ 2 ]   J.  H .   Ju n g   e t   a l . ,   “ Ef f e c t s  o f   c o m b i n e d   u p p e r   l i m b   r o b o t i c   t h e r a p y   i n   p a t i e n t s  w i t h   t e t r a p l e g i c   s p i n a l   c o r d   i n j u r y , ”   A n n a l s  o f   Re h a b i l i t a t i o n   M e d i c i n e ,   v o l .   4 3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 4 5 – 4 5 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 5 5 3 5 / a r m.2 0 1 9 . 4 3 . 4 . 4 4 5 .   [ 3 ]   W .   T i g r a   e t   a l . ,   “ A   n o v e l   E M G   i n t e r f a c e   f o r   i n d i v i d u a l s  w i t h   t e t r a p l e g i a   t o   p i l o t   r o b o t   h a n d   g r a sp i n g , ”   I E EE   T ra n sa c t i o n s   o n   N e u ra l   S y s t e m s  a n d   Re h a b i l i t a t i o n   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 1 – 2 9 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN S R E . 2 0 1 6 . 2 6 0 9 4 7 8 .   [ 4 ]   M .   A .   K a d e r ,   M .   E .   A l a m ,   N .   J a h a n ,   M .   A .   B .   B h u i y a n ,   M .   S .   A l a m ,   a n d   Z .   S u l t a n a ,   “ D e s i g n   a n d   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a   h e a d   m o t i o n - c o n t r o l l e d   s e m i - a u t o n o m o u s   w h e e l c h a i r   f o r   q u a d r i p l e g i c   p a t i e n t s   b a s e d   o n   3 - a x i s   a c c e l e r o m e t e r , ”   i n   2 0 1 9   2 2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   a n d   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y   ( I C C I T ) ,   D e c .   2 0 1 9 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C I T 4 8 8 8 5 . 2 0 1 9 . 9 0 3 8 5 1 2 .   [ 5 ]   E.   K i m,  “ W h e e l c h a i r   n a v i g a t i o n   s y st e m  f o r   d i sa b l e d   a n d   e l d e r l y   p e o p l e , ”   S e n s o rs ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 1 ,   O c t .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 6 1 1 1 8 0 6 .   20 c m 170 c m 180 c m 190 c m 200 c m 30 c m 160  c m 40 c m 50 c m 60 c m 70 c m 80 c m 90 c m 100 c m 1 10 c m 120 c m 130 c m 140 c m 150 c m - 3 5 ◦ - 3 0 ◦ - 2 0 ◦ - 1 0 ◦ 0◦ 10◦ 20◦ 30◦ 35◦ D e t e c t D e t e c t N ot  N or m a l U nde t e c t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.