[發明專利]基于手勢控制的智能輪椅系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710509586.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107390573B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 王萍;茹峰;黃鶴;張倩
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G06F3/01;A61G5/10;A61G5/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明屬于智能輪椅控制技術領域，具體是一套基于手勢控制的智能輪椅系統及控制方法。攝像頭視頻采集模塊采集手勢圖像，手勢檢測模塊接收來自攝像頭視頻采集模塊采集到的手勢圖像，檢測分析并提取出圖像中的手勢信息，手勢識別模塊接收來自手勢檢測模塊的手勢信息，并識別手勢信息；手勢信息無線傳輸模塊接收手勢識別模塊識別后的手勢信息并將該手勢信息傳回給智能輪椅的控制器；智能輪椅的控制器，接收手勢信息，并按照手勢信息對智能輪椅進行控制。本發明使人們能夠通過手勢來控制輪椅動作，具有方便、可靠的特點。

【技術領域】

本發明屬于智能輪椅控制技術領域，具體是一套基于手勢控制的智能輪椅系統及控制方法。

【背景技術】

隨著人口老齡化問題越來越嚴重，行動不便的老齡人口越來越多，而且由于各種疾病、事故造成的行動能力的缺失人數也逐年增加。為老年人和殘障人士提供安全可靠、性能優越的代步工具，幫助他們提高行動自由度及重新融入社會越來越引起社會的關注。

目前市場上的輪椅產品主要分為手動和電動兩大類。其中，手動輪椅價格低廉，得到市場的青睞，然而手動輪椅使用主要集中在上肢健全的青壯年范圍內，從而限制了老年人和一部分殘疾人的使用。而我國電動輪椅一般只是在手動輪椅的基礎上增加動力源和控制單元，功能單一，安全性、可靠性和功能性上均不能完全滿足老年人、殘疾人的實際需求。因此，研發功能豐富、價格適中、安全可靠的智能輪椅產品作為優秀的代步工具，幫助老年人和殘障人士進行行動與融入社會，具有重要的研究價值。

【發明內容】

為解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供基于手勢控制的智能輪椅系統及控制方法，本發明使人們能夠通過手勢來控制輪椅動作，具有方便、可靠的特點。

基于手勢控制的智能輪椅系統，包括：

攝像頭視頻采集模塊，用于采集手勢圖像；

手勢檢測模塊，接收來自攝像頭視頻采集模塊采集到的手勢圖像，檢測分析并提取出圖像中的手勢信息；

手勢識別模塊，接收來自手勢檢測模塊的手勢信息，并識別手勢信息；

手勢信息無線傳輸模塊，接收手勢識別模塊識別后的手勢信息，并將該手勢信息傳回給智能輪椅的控制器；

智能輪椅的控制器，接收手勢信息，并按照手勢信息對智能輪椅進行控制。

所述手勢信息無線傳輸模塊包括無線發送模塊和安裝在智能輪椅上的無線接收模塊，無線發送模塊和無線接收模塊均選用nRF24L01+無線收發器。

所述智能輪椅的控制器為STC89C52芯片。

基于手勢控制的智能輪椅的控制方法，包括如下步驟：

(1)先采集用于控制智能輪椅動作的手勢圖像；

(2)檢測并分析并提取出手勢圖像中的手勢信息；

(3)再識別手勢信息；

(4)再按照識別出的手勢信息對智能輪椅進行控制。

采集手勢圖像時，攝像頭視頻采集模塊拍攝范圍包括坐在輪椅的操作者的胸前區域，以肩部以下上半身作為識別區域，人體上半身作為背景，在沒有做手勢之前之后做出對比，去除背景影響，并且方便殘疾人做出手勢。

所述步驟(1)中，采集手勢圖像時，手勢距離用于采集手勢圖像的攝像頭30cm到100cm。

所述步驟(2)中，通過基于YCbCr色彩空間和幾何特征的方法來檢測和提取手勢圖像中的手勢信息。

所述基于YCbCr色彩空間和幾何特征的方法來檢測和提取手勢圖像中的手勢信息的具體過程如下：

先通過維納濾波去除圖像中含有的較多的高斯噪聲；