[發明專利]一種智能輪椅的嵌入式控制系統

無效

• 申請號: 201210145772.5
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102631265A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 李新科;高潮;郭永彩;林曉鋼
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A61G5/10
• 分類號: A61G5/10;A61G5/04
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

1.一種智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，包括雙核處理器模塊、輪椅驅動模塊、距離采集模塊、語音采集模塊和語音口令數據庫模塊；所述雙核處理器模塊包括相互數據連接的DSP處理器和ARM處理器；

所述輪椅驅動模塊與ARM處理器進行數據連接，用于根據ARM處理器發送的控制信號驅動智能輪椅；

所述距離采集模塊與DSP處理器進行數據連接，用于采集智能輪椅與其所處環境中障礙物之間的距離信息發送至DSP處理器，并當智能輪椅接近其所處環境中障礙物時向DSP處理器發出障礙預警信號；

所述語音采集模塊用于采集使用者的語音，并轉換為語音數字信號發送至DSP處理器；

所述語音口令數據庫模塊與DSP處理器進行數據連接，用于存儲行駛操作指令與其相應的操作口令語音信號之間的對應關系；

所述DSP處理器用于識別來自語音采集模塊的語音數字信號是否為語音口令數據庫模塊中存儲的操作口令語音信號，并將識別出的操作口令語音信號轉換為相應的行駛操作指令發送至ARM處理器；DSP處理器還實時地對智能輪椅與其所處環境中障礙物之間的距離信息、障礙預警信號進行綜合處理，得到行駛方向調整信息和行駛速度調整信息發送至ARM處理器；

所述ARM處理器用于將接收到的行駛操作指令、行駛方向調整信息和行駛速度調整信息實時處理為對應的控制信號發送至輪椅驅動模塊。

2.根據權利要求1所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，所述輪椅驅動模塊主要由相互電連接的電機和電機控制器構成；所述電機控制器與ARM處理器進行數據連接，用于根據ARM處理器發送的控制信號控制電機運行；所述電機用于帶動智能輪椅的驅動輪轉動，進而驅動智能輪椅。

3.根據權利要求1所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，所述語音采集模塊主要由麥克風和音頻編碼器構成；所述麥克風用于采集使用者的語音；所述音頻編碼器與DSP處理器進行數據連接，用于將采集的使用者的語音轉換為語音數字信號發送至DSP處理器。

4.根據權利要求1所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，所述距離采集模塊主要由分別與DSP處理器進行數據連接的超聲傳感器和接近開關構成；所述超聲傳感器用于采集智能輪椅與其所處環境中障礙物之間的距離信息發送至DSP處理器；所述接近開關用于當能輪椅接近其所處環境中障礙物時向DSP處理器發出障礙預警信號。

5.根據權利要求1所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，該系統還包括位姿檢測模塊、攝像采集模塊和環境信息數據庫模塊；

所述位姿檢測模塊與DSP處理器進行數據連接，用于采集智能輪椅的位姿信息發送至DSP處理器；

所述攝像采集模塊與DSP處理器進行數據連接，用于采集智能輪椅所處環境的視頻圖像信息發送至DSP處理器；

所述環境信息數據庫模塊與DSP處理器進行數據連接，用于存儲智能輪椅所處環境中的預設目標位置、特征物體位置、預設目標位置與特征物體位置之間的方位信息和距離信息以及特征物體參考圖像；

所述語音口令數據庫模塊還用于存儲智能輪椅所處環境中的預設目標位置與其相應的位置口令語音信號之間的對應關系；

所述DSP處理器還用于識別來自語音采集模塊的語音數字信號是否為語音口令數據庫模塊中存儲的位置口令語音信號，將識別出的位置口令語音信號相應的預設目標位置作為指定目標位置，并根據環境信息數據庫模塊中存儲的特征物體參考圖像從智能輪椅所處環境的視頻圖像信息中匹配識別出特征物體，進而根據智能輪椅所處環境中的特征物體位置確定智能輪椅與特征物體之間的方位信息，再對智能輪椅的位姿信息、智能輪椅與特征物體之間的方位信息以及預設目標位置與特征物體位置之間的方位信息和距離信息進行綜合處理，得到智能輪椅行駛至述指定目標位置的路徑信息，并生成與所述路徑信息相匹配的行駛操作指令發送至ARM處理器。

6.根據權利要求5所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，所述位姿檢測模塊主要由分別與DSP處理器進行數據通信連接的傾角傳感器和陀螺儀構成；所述傾角傳感器用于檢測智能輪椅偏離豎直方向的角度數據發送至DSP處理器；所述陀螺儀用于檢測智能輪椅的角速度數據發送至DSP處理器。

7.根據權利要求5所述的智能輪椅的嵌入式控制系統，其特征在于，所述攝像采集模塊主要由相互數據連接的CCD傳感器和視頻編碼器；所述CCD傳感器用于采集智能輪椅所處環境的圖像；所述視頻編碼器與DSP處理器進行數據連接，用于將采集的智能輪椅所處環境的圖像轉換為視頻圖像信息發送至DSP處理器。