[發(fā)明專利]一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710237197.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN106821628B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐圣普;劉明;陳小剛;蒲江波;謝小波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所
• 主分類號(hào): A61G5/10
• 分類號(hào): A61G5/10;A61G5/04
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、腦電采集模塊、主控顯示器模塊、傳感器模塊，主控制器模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、控制模塊和智能輪椅，所述電源轉(zhuǎn)換模塊電性連接腦電采集模塊、主控顯示器模塊、傳感器模塊，主控制器模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊和控制模塊，且所述主控顯示器模塊連接腦電采集模塊，且腦電采集模塊連接傳感器模塊；所述控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)模塊連接主控制器模塊。本發(fā)明的主控系統(tǒng)會(huì)在顯示器給出障礙物所在距離和方向提示以及語音提示，能滿足前后180度視角需要，使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法，具體為一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法，屬于智能輪椅應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

腦機(jī)接口技術(shù)主要針對(duì)完全喪失行動(dòng)能力的病人，如肌萎縮側(cè)索硬化(ALS)病人或全身癱瘓病人。他們無法移動(dòng)或說話，通過提取腦電信號(hào)病人可以使用自己的思想與外界交流。目前，腦機(jī)接口可分為植入式和非植入式兩種。植入式腦機(jī)接口需要對(duì)病人進(jìn)行開顱，將芯片或電極放置于顱內(nèi)，因此可獲得較好的信號(hào)，但存在一定的醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)。非植入式腦機(jī)接口無需開顱，將電極置于體表頭皮因此腦電信號(hào)的信噪比較低，對(duì)腦電信號(hào)通常采用P300，穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位(SSVEP)事件相關(guān)電位(ERP)等方法進(jìn)行分析。腦機(jī)接口輪椅可以為完全喪失行動(dòng)能力的病人提供運(yùn)動(dòng)功能，提高生活質(zhì)量。

目前，腦機(jī)接口輪椅主要面臨兩方面問題。第一，腦機(jī)接口命令通訊速率較低，影響使用者操控速度。第二，長時(shí)間操作為使用者帶來一定的精神壓力，使用者需要對(duì)身體和精神狀況進(jìn)行監(jiān)護(hù)，因此，針對(duì)上述問題提出一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的，一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)及其控制方法，包括電源轉(zhuǎn)換模塊、腦電采集模塊、主控顯示器模塊、傳感器模塊，主控制器模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、控制模塊和智能輪椅，其特征在于：所述電源轉(zhuǎn)換模塊電性連接腦電采集模塊、主控顯示器模塊、傳感器模塊，主控制器模塊和網(wǎng)絡(luò)模塊和控制模塊，且所述主控顯示器模塊連接腦電采集模塊，且腦電采集模塊連接傳感器模塊；所述控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)模塊連接主控制器模塊。

其中，智能輪椅包括前輪和后輪，且所述前輪和后輪外側(cè)安裝有超聲測距傳感器；所述前輪與后輪之間安裝有云臺(tái)，且所述云臺(tái)一側(cè)安裝有前攝像頭，與其對(duì)應(yīng)的另一側(cè)安裝有后攝像頭；所述前輪與后輪之間安裝有電機(jī)，且電機(jī)連接電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器連接有鋰電池，且所述電壓轉(zhuǎn)換器連接PWM整流器；所述PWM整流器與所述云臺(tái)內(nèi)部電性連接；所述電壓轉(zhuǎn)換器連接ARM控制器，且所述ARM控制器通過GPIO接口連接超聲測距傳感器；所述ARM控制器通過UART串口連接電極帽，且所述ARM控制器連接顯示器；所述顯示器內(nèi)部安裝有閃塊；所述顯示器通過網(wǎng)絡(luò)接口連接前攝像頭和后攝像頭；還包括框架，所述框架上安裝有坐墊，且所述框架側(cè)壁上安裝有顯示器，且所述顯示器連接有電極帽和手環(huán)；所述框架兩側(cè)對(duì)稱安裝有前輪和后輪，且所述前輪和后輪與安裝在所述坐墊底端的電機(jī)連接；所述框架上安裝有揚(yáng)聲器，且所述揚(yáng)聲器與顯示器電性連接。

優(yōu)選的，所述PWM整流器與電機(jī)內(nèi)部電性連接。

優(yōu)選的，所述云臺(tái)可水平方向左右旋轉(zhuǎn)45度。

一種基于高速SSVEP智能輪椅的控制器系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

步驟A、腦電信號(hào)采集與處理：電極帽以及手環(huán)獲得的腦電信號(hào)獲得自主控制模式下的腦電信號(hào)；

步驟B、閃爍與顯示：與電極帽以及手環(huán)連接的顯示器閃爍，障礙物提示以及雙攝像頭影像；

步驟C、輪椅與云臺(tái)控制：通過PWM信號(hào)控制電動(dòng)輪椅兩個(gè)電機(jī)以及云臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；