[發(fā)明專利]一種遠(yuǎn)程呈現(xiàn)交互操作輪椅

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610007197.0
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105681747A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈云得;沈家峻;徐彬;裴明濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G06F3/0488;G06F3/0484
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)程呈現(xiàn)交互操作輪椅，屬于護(hù)理設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著世界老齡化的進(jìn)程，老年關(guān)愛越來越受到社會的關(guān)注。輪椅成為了行動 不便老人生活中必須的輔助設(shè)施。輪椅由最初的手推輪椅發(fā)展為電動輪椅，近年 來又出現(xiàn)了可以自主行走的智能輪椅。然而智能輪椅技術(shù)復(fù)雜、成本高，特別是 人機(jī)交互效率和行走安全性沒有得到很好的解決，使得這項技術(shù)離實用化還有相 當(dāng)?shù)木嚯x。遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)的出現(xiàn)，可以通過網(wǎng)絡(luò)相機(jī)獲取世界任意地點(diǎn)的現(xiàn)場實 時視頻圖像，并與該地點(diǎn)的人進(jìn)行交流，就好像在現(xiàn)場交流一樣。將遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技 術(shù)與輪椅相結(jié)合，不僅可以解決輪椅行走的安全性和交互控制輪椅的效率，而且 很大程度上可以解決老年人需要陪伴的問題。

目前的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的交互方式，即通過鍵盤、鼠標(biāo)、手柄或圖 形界面來和遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行交互。這些系統(tǒng)通常是為特定任務(wù)設(shè)計，操作者常 常需要經(jīng)過訓(xùn)練才能上崗操作。觸屏技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)更加靈活、更加普適的 人機(jī)交互提供了技術(shù)支撐。觸屏設(shè)備如掌上電腦、智能手機(jī)、平板電腦等越來越 普及，用戶可以在任何地方直接上網(wǎng)，通過手指點(diǎn)擊屏幕，實現(xiàn)與遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng) 的交互操作。

為了實現(xiàn)遠(yuǎn)方操作者方便快捷可靠的交互操作輪椅，讓輪椅乘坐者以及遠(yuǎn)方 輪椅操作者有更好的用戶體驗，本發(fā)明設(shè)計了一種遠(yuǎn)程呈現(xiàn)交互操作輪椅 (telepresenceinteractionwheelchair,簡稱TW)。

發(fā)明內(nèi)容

遠(yuǎn)程呈現(xiàn)交互操作輪椅和輪椅乘坐者所在的位置空間定義為呈現(xiàn)空間 (presencespace)，遠(yuǎn)方的輪椅操作者所在的位置空間定義為操作空間 (operationspace)，這兩個空間通過互聯(lián)網(wǎng)連接。輪椅上的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊獲取 呈現(xiàn)空間的現(xiàn)場實時視頻圖像，通過網(wǎng)絡(luò)把現(xiàn)場實時視頻圖像傳送到遠(yuǎn)方操作空 間中操作者的移動終端上，并形成觸摸現(xiàn)場實時視頻圖像用戶界面 TIUI(TouchinglivevideoImageUserInterface)。操作者通過TIUI，使用 觸摸點(diǎn)擊、觸摸拖拽等觸摸手勢，直接觸摸現(xiàn)場實時視頻圖像中的輪椅，完成對 輪椅的交互操作。操作者還可以通過遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊與輪椅乘坐者進(jìn)行音視頻交流。 通過直接觸摸現(xiàn)場實時視頻圖像控制輪椅，可以給輪椅操作者身臨其境的用戶體 驗，如同操作者就在現(xiàn)場操作輪椅一樣，使得用戶無需訓(xùn)練就能輕松自如地操作； 借助于掌上電腦和智能手等移動終端設(shè)備，可以隨時隨地的交互操作輪椅，并通 過遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊陪伴輪椅乘坐者。

本發(fā)明涉及的一種遠(yuǎn)程呈現(xiàn)交互輪操作輪椅由普通電動輪椅、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊 組成、直接觸摸現(xiàn)場實時視頻圖像用戶界面、半自主導(dǎo)航模塊組成：

(1)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊

遠(yuǎn)程呈現(xiàn)模塊包括云臺、升降桿、前視攝像頭、俯視攝像頭、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、 顯示屏、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)，輪椅交互操作接口、車載計算機(jī)裝置，所有這些裝置 都通過標(biāo)準(zhǔn)總線連接。顯示屏安裝在普通電動輪椅扶手的左前方或右前方，顯示 屏能夠在呈現(xiàn)空間中呈現(xiàn)輪椅操作者的面部圖像，前視攝像頭和俯視攝像頭固定 在云臺上，云臺固定在升降桿上，升降桿安裝在普通電動輪椅靠背的后方；輪椅 交互操作接口直接和普通電動輪椅的操作手柄控制線并聯(lián)；遠(yuǎn)方輪椅操作者能夠 遠(yuǎn)程交互操作云臺、升降桿的運(yùn)動，帶動前視攝像頭和俯視攝像頭獲取呈現(xiàn)空間 的現(xiàn)場實時視頻圖像；顯示屏、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)用來呈現(xiàn)遠(yuǎn)方輪椅操作者的面部 視頻并進(jìn)行音視頻交流。

前視攝像頭獲取輪椅前方清晰的現(xiàn)場實時視頻圖像，用于識別前方目標(biāo)；俯 視攝像頭是廣角攝像頭，俯視獲取輪椅全景及其周圍地面環(huán)境視頻圖像，用于交 互操作輪椅安全行走。將兩個攝像頭采集的2個視頻圖像實時拼接，形成一個包 含輪椅前方清晰目標(biāo)、輪椅全景及其周圍大場景地面的現(xiàn)場實時視頻圖像，稱為 交互操作視頻，然后通過網(wǎng)絡(luò)將該視頻傳送到遠(yuǎn)方操作者的移動終端。交互操作 視頻是把2個現(xiàn)場實時視頻拼接成為一個現(xiàn)場實時視頻，更加有利于操作者遠(yuǎn)程 呈現(xiàn)交互操作輪椅。

(2)直接觸摸現(xiàn)場實時視頻圖像用戶界面