[发明专利]一种主动介入式智能轮椅控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于智能轮椅辅具设计领域，尤其涉及一种主动介入式智能轮椅控制方法及装置。

背景技术

随着信息和通信技术的不断进步，科技正在融入到我们的日常生活，并带来了无限的便利与舒适。随着世界人口老龄化的严重，报道表明人口老龄化的比率已经由1994年的9％达到2014年的12％，预计到2050年将达到21％。严重的老龄化形势以及包括残疾人在内的行动不便人群的数量日益增多，而轮椅作为残疾人和老年人等行动不便人群的重要代步工具，设计更好的智能轮椅成为迫切需求。

而现有的智能轮椅控制器控制形式单一，只能通过操纵杆、按钮等传统设备对轮椅进行控制，缺乏智能性，且控制接口封闭，这加大了外部控制信号接入轮椅的难度。现今的人机交互方式多种多样，同时随着传感器技术的发展，智能感知设备也越来越多，因此设计一款开放接口的智能轮椅控制装置具有极大的应用价值。

但目前各种传感器和感知设备的智能性还不足，单一的采用外部的感知设备实现轮椅的智能控制还有一定难度，同时安全性也难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种主动介入式智能轮椅控制方法及装置，在智能控制的基础上，补充主动介入手段，从而保证安全性。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种主动介入式智能轮椅控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

轮椅有两种控制模式：主动控制模式，使用者通过操纵面板手动控制，操纵面板上设有按钮和操纵杆；智能控制模式，通过外部环境传感器采集的信号自动控制；

启动轮椅时自动进入智能控制模式；智能控制模式下，实时判断是否存在异常情况，若存在，则报警，提醒使用者进行主动介入；

在使用者对操纵面板有输入信号时进入主动控制模式；主动控制模式下，在一段时间内操纵杆信号的幅度均小于预设的幅度阈值，则自动切换为智能控制模式；

所述的异常情况包括：1)信号传输异常，即外部环境传感器采集的数据与主控模块之间的信号传输出现异常；2)外部环境传感器数据异常，即外部环境传感器采集的数据失真，或者根据采集的数据组成判断当前环境过于复杂；3)轮椅运行状态异常，即轮椅速度过快或倾斜角度过大。

按上述方法，所述的信号传输异常具体判断方法如下：

外部环境传感器与所述的主控模块之间无线连接；查询无线连接的信号强度值R，若R小于阈值R_thres1则判断信号传输异常；若R在阈值R_thres1和阈值R_thres2之间，且在时间段T内此状况发生的次数K大于阈值K_thres，则判断信号传输异常。

按上述方法，所述的外部环境传感器数据异常具体判断方法如下：

所述的外部环境传感器包括超声波测距传感器、红外测距传感器和摄像头；将超声波测距传感器和红外测距传感器采集的障碍物距离相比较，当得到的障碍物距离差值大于预设的距离差阈值，则判断外部环境传感器数据失真异常；当采集的障碍物距离过近，障碍物数量过多，则判断环境过于复杂异常。

按上述方法，所述的主动控制模式下，在一段时间内操纵杆信号的幅度均小于预设的幅度阈值，则自动切换为智能控制模式，具体判断方法如下：

获取操纵杆2个控制方向的模拟信号x和y，分别计算x和y与预设的各自的中位信号mx和my的差值；判断在一定时间范围内，所述的差值均在规定的阈值范围内，则切换为智能控制模式。

一种主动介入式智能轮椅控制装置，其特征在于：它包括主控模块，以及分别与主控模块连接的外部环境传感器、轮椅运行状态监测模块、操纵面板、报警显示模块、电源模块和轮椅驱动电机；所述的操纵面板上设有调档按钮、开关按钮和操纵杆；所述的主控模块用于执行权利要求1所述的主动介入式智能轮椅控制方法。

按上述装置，所述的外部环境传感器通过无线通信模块与所述的主控模块连接。

按上述装置，所述的轮椅运行状态监测模块包括速度检测模块和加速度传感器。

按上述装置，所述的报警显示模块包括蜂鸣器和LED显示模块。

按上述装置，所述的电源模块包括充电电池，以及与充电电池链接的充电电路和稳压电路。

本发明的有益效果为：在智能控制的基础上，补充主动介入手段，对异常状况进行自动判断报警，提醒使用者主动介入，操纵主动控制模块来控制轮椅运行，以避免危险的发生，从而保证安全性。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。