[發(fā)明專利]一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110045814.7
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112869969B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宇杰;包哲剛;尚海憲;孫浩淋
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽金百合醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10;G05D1/02
• 代理公司: 合肥業(yè)鳴知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34214
• 代理人: 陳俊

1.一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成系統(tǒng)，其特征在于，包括：空間特征識別模塊、障礙類型識別模塊、整體感知模塊；

所述空間特征識別模塊連接所述整體感知模塊，用于識別障礙物的空間特征，并將所述障礙物的空間特征傳輸給所述整體感知模塊；所述空間特征識別模塊，包括：預(yù)處理單元、場景分割單元，空間特征識別單元；所述預(yù)處理單元用于采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并對所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將預(yù)處理后的點(diǎn)云傳輸給所述空間特征識別單元；所述場景分割單元用于對場景進(jìn)行劃分，生成空間分區(qū)，并對所述空間分區(qū)內(nèi)的物體進(jìn)行分割，生成分割場景；所述空間特征識別單元連接所述預(yù)處理單元與所述場景分割單元，用于基于所述分割場景與所述預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用預(yù)設(shè)算法對所述障礙物的空間特征進(jìn)行識別；

所述障礙類型識別模塊連接所述整體感知模塊，用于識別障礙物類型，并將所述障礙物類型傳輸給所述整體感知模塊；

所述整體感知模塊用于根據(jù)所述障礙物的空間特征與所述障礙物類型生成虛擬場景，并根據(jù)所述虛擬場景生成全方位通行策略；所述整體感知模塊，包括：計(jì)算單元、累加單元、選擇單元；所述計(jì)算單元用于根據(jù)所述障礙物的空間特征、所述障礙物類型與所述障礙物的通過性屬性，計(jì)算各個所述分割場景的第一代價(jià)參數(shù)與電動輪椅偏轉(zhuǎn)到各個分割場景的第二代價(jià)參數(shù)，其中，第二代價(jià)參數(shù)的計(jì)算公式如下所示：第二代價(jià)參數(shù)＝△單位代價(jià)參數(shù)×α，其中α表示電動輪椅偏轉(zhuǎn)到各個分割場景的偏轉(zhuǎn)角度，對應(yīng)單位偏轉(zhuǎn)角度的單位代價(jià)參數(shù)由障礙物的空間特征決定；所述累加單元連接所述計(jì)算單元，用于將所述第一代價(jià)參數(shù)與所述第二代價(jià)參數(shù)按照權(quán)重進(jìn)行累加，生成通過代價(jià)參數(shù)；所述選擇單元連接所述累加單元，用于根據(jù)所述通過代價(jià)參數(shù)選擇所述分割場景，生成所述全方位通行策略，所述全方位通行策略包括從多條可選路徑中選擇出最優(yōu)路徑、優(yōu)選路徑和備選路徑。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成系統(tǒng)，其特征在于，所述障礙類型識別模塊，包括：障礙物類別判斷單元、障礙物類型識別單元；

所述障礙物類別判斷單元連接所述空間特征識別單元，用于基于所述障礙物的空間特征，對障礙物的類別進(jìn)行判斷；

所述障礙物類型識別單元連接所述障礙物類別判斷單元，用于根據(jù)判斷結(jié)果對所述障礙物類型進(jìn)行識別，并根據(jù)所述障礙物類型，判斷障礙物的通過性屬性。

3.如權(quán)利要求2所述的一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成系統(tǒng)，其特征在于，所述通過性屬性，包括可接觸通過、可驅(qū)離通過和規(guī)避通過。

4.一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成方法，其特征在于，包括：

識別障礙物的空間特征，并將所述障礙物的空間特征傳輸給整體感知模塊；所述識別障礙物的空間特征，包括：采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并對所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，生成預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對場景進(jìn)行劃分，生成空間分區(qū)，并對所述空間分區(qū)內(nèi)的物體進(jìn)行分割，生成分割場景；基于所述分割場景與所述預(yù)處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用預(yù)設(shè)算法對所述障礙物的空間特征進(jìn)行識別；

識別障礙物類型，并將所述障礙物類型傳輸給所述整體感知模塊；

根據(jù)所述障礙物的空間特征與所述障礙物類型生成虛擬場景，并根據(jù)所述虛擬場景生成全方位通行策略，其中，根據(jù)所述障礙物的空間特征、所述障礙物類型與所述障礙物的通過性屬性，計(jì)算各個所述分割場景的第一代價(jià)參數(shù)與電動輪椅偏轉(zhuǎn)到各個分割場景的第二代價(jià)參數(shù)，其中，第二代價(jià)參數(shù)的計(jì)算公式如下所示：第二代價(jià)參數(shù)＝△單位代價(jià)參數(shù)×α，其中α表示電動輪椅偏轉(zhuǎn)到各個分割場景的偏轉(zhuǎn)角度，對應(yīng)單位偏轉(zhuǎn)角度的單位代價(jià)參數(shù)由障礙物的空間特征決定；將所述第一代價(jià)參數(shù)與所述第二代價(jià)參數(shù)按照權(quán)重進(jìn)行累加，生成通過代價(jià)參數(shù)；根據(jù)所述通過代價(jià)參數(shù)選擇所述分割場景，生成所述全方位通行策略，所述全方位通行策略包括從多條可選路徑中選擇出最優(yōu)路徑、優(yōu)選路徑和備選路徑。

5.如權(quán)利要求4所述的一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成方法，其特征在于，所述識別障礙物類型，包括：

基于所述障礙物的空間特征，對障礙物的類別進(jìn)行判斷；

根據(jù)判斷結(jié)果對所述障礙物類型進(jìn)行識別，并根據(jù)所述障礙物類型，判斷障礙物的通過性屬性。

6.如權(quán)利要求5所述的一種用于電動輪椅的全方位通行策略生成方法，其特征在于，所述通過性屬性，包括可接觸通過、可驅(qū)離通過和規(guī)避通過。