[發明專利]一種多功能智能輪椅控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202110258585.7
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113101075A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 吳細秀;曹沂文;張梓睿;申露陽;李俊逸
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: A61G5/04
• 分類號: A61G5/04;A61G5/10;G01S15/93;G01S17/93;G01S19/42
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

本發明涉及輪椅控制技術，具體涉及一種多功能智能輪椅控制系統及控制方法，控制系統包括控制器、安全決策模塊、方向控制模塊、報警模塊和動力模塊；控制器包括主控制器和副控制器；安全決策模塊包括避障識別裝置和輪椅狀態識別裝置；方向控制模塊包括搖桿和語音識別裝置；主控制器與安全決策模塊和方向控制模塊連接；副控制器分別與主控制器和語音識別裝置連接。安全決策模塊采用超聲波紅外聯合決策，識別到障礙時輪椅會緊急避障，并在行進中狀態識別模塊會識別輪椅是否發生側翻或傾倒，在危險時通過5G定位信息發送給緊急聯系人。該系統可實現輪椅的自動避障、危險報警、語音控制等功能，具有高性能、操作簡單、安全性高等優點。

技術領域

本發明屬于輪椅控制技術領域，特別涉及一種多功能智能輪椅控制系統及控制方法。

背景技術

隨著世界人口老齡化進程的加快，由于災難和疾病造成的殘障人士的增加，老年人和殘障人士等弱勢群體的生活質量問題受到越來越多人的關注，而有效增強老年人和殘障人士的行動能力，不僅會使得他們的日常生活變得更加方便，也對他們的心理健康、自我評價、精神狀態有著深遠影響，因此一種多功能智能控制輪椅對老年人和殘障人士有著重要作用。

由于手動輪椅必須要人力推動，當使用者想自己移動時非常麻煩，于是電動輪椅應運而生。電動輪椅相對于手動輪椅，隨人能極大提高老年人和殘障人士獨立活動的能力和范圍，提高了使用者的自理能力，但同時也帶來了一些在環境中使用的不方便性和危險性，例如在通過窄門或狹長的走廊時，電動輪椅將很難通過操縱的方式順利通過；此外，人的視野有限，電動輪椅在室外使用時往往會因為操縱不當而造成的危險。因此智能輪椅的研究在目前收到了各國學者的研究，用來為更多極端的使用者提供便利。

目前智能輪椅要么是沒有避障措施，或者是避障僅使用超聲波或僅使用紅外傳感器，而使用單一傳感器易受到溫度、濕度等環境因素的影響，容易導致判斷失誤。并且在真正發生危險時，現有技術多采用聲光報警，以獲取附近陌生人的注意，而這種方法在周圍沒人的情況下不僅沒有幫助，而且報警聲刺耳，反而對使用者來說是一種麻煩。在單人環境中發生的危險無法有效挽救。同時，大部分智能輪椅都配備了如LCD這樣的顯示裝置來進行人機交互，對于部分自理能力差老年人或殘障人士來說操作都過于困難了，甚至一般的電動輪椅他們也操縱不了。需要開發一種使用更安全、操作更簡單的新型智能輪椅，滿足更多人的需要，為其提供一種更優越的代步工具。

發明內容

針對背景技術存在的問題，本發明提供一種多功能智能輪椅控制系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種多功能智能輪椅控制系統，包括控制器、安全決策模塊、方向控制模塊、報警模塊和動力模塊；控制器包括主控制器和副控制器；安全決策模塊包括避障識別裝置、輪椅狀態識別裝置和數據采集調理模塊；方向控制模塊包括搖桿和語音識別裝置；主控制器與安全決策模塊和方向控制模塊連接；副控制器分別與主控制器和語音識別裝置連接。

在上述多功能智能輪椅控制系統中，避障識別裝置包括分別設置在輪椅前方左、右角各兩組、后方左、右角各一組超聲波傳感器和紅外測距傳感器。

在上述多功能智能輪椅控制系統中，輪椅狀態識別裝置采用傾角-加速度傳感器。

在上述多功能智能輪椅控制系統中，語音識別裝置采用基于非特定人語音識別技術SI-ASR的語音識別芯片；搖桿采用二維雙軸模擬搖桿。

在上述多功能智能輪椅控制系統中，報警模塊包括GPS定位模塊、5G通信模塊、LED和揚聲器。

在上述多功能智能輪椅控制系統中，動力模塊包括電機驅動以及步進電機。

一種多功能智能輪椅控制系統的控制方法，包括以下步驟：

步驟1、系統初始化；包括對控制器各功能寄存器變量初始化，以及GPS模塊接收信號定位、5G模塊與基站通信自檢工作；