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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114569350A(43)申请公布日2022.06.03(21)申请号202210384612.XA61B5/265(2021.01)(22)申请日2022.04.13A61B5/297(2021.01)A61B5/398(2021.01)(71)申请人北京信息科技大学地址100192北京市海淀区清河小营东路12号申请人北京数采精仪科技有限公司(72)发明人贺庆张云(74)专利代理机构北京知呱呱知识产权代理有限公司11577专利代理师张永维(51)Int.Cl.A61G5/04(2013.01)A61G5/10(2006.01)A61B5/00(2006.01)A61B5/256(2021.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种头戴式眼电操控的智能轮椅及其控制方法(57)摘要本申请公开了一种头戴式眼电操控的智能轮椅及其控制方法,智能轮椅包括头戴设备和轮椅端设备,其中头戴设备中信号采集模块实时采集眼电信号,并对眼电信号进行预处理操作,并模数转化为数字信号;特征提取识别模块进行特征提取识别,得到眼动信息,发送至处理控制单元;处理控制单元根据控制判别算法,识别出用户的控制意图,发出控制指令给轮椅端设备中的运动执行机构;运动执行机构中的电机根据接收的控制指令带动轮椅本体执行对应控制动作;可充电电池给头戴设备和轮椅端设备进行供电。本发明通过便于使用者佩戴的头戴设备,使用户可通过眼部活动,替代手指实时操作智能轮椅行动,解放双手,使智能轮椅能够适应更多的应用场合。CN114569350ACN114569350A权利要求书1/2页1.一种头戴式眼电操控的智能轮椅,其特征在于,所述智能轮椅包括头戴设备和轮椅端设备,其中所述头戴设备包括信号采集模块和特征提取识别模块,所述轮椅端设备包括处理控制单元,运动执行机构,轮椅本体和可充电电池,具体地:所述信号采集模块,用于实时采集眼电信号,并对眼电信号进行预处理操作,并通过模数转化器将所述眼电信号转化为数字信号;所述特征提取识别模块,与所述信号采集模块电连接,用于获取所述数字信号,并对所述数字信号进行信号识别,将识别出的眼电控制信号进行特征提取及分类得到眼动信息,并将所述眼动信息发送至所述处理控制单元,其中,所述特征提取识别模块与所述处理控制单元通过有线和/或无线方式进行通信;所述处理控制单元,与所述运动执行机构电连接,用于接收所述眼动信息,并根据控制判别算法,识别出用户的控制意图,发出控制指令给所述运动执行机构;所述运动执行机构,包括设置于轮椅本体上的电机及传动装置,电机根据接收的控制指令带动轮椅本体执行对应控制动作;所述可充电电池分别设置于头戴设备和轮椅端设备内部,用于给所述头戴设备和轮椅端设备进行供电。2.根据权利要求1所述的智能轮椅,其特征在于,还包括障碍探测模块:所述障碍探测模块与处理控制单元电连接,用于探测轮椅周围障碍物或坑洼处,防止轮椅发生碰撞或跌落。3.根据权利要求1所述的智能轮椅,其特征在于,还包括手动操纵装置,所述手动操纵装置与处理控制单元相连,用于当信号采集模块的信号受到干扰时,可替代眼电控制方式操控轮椅行动;其中,手动操纵装置还包括制动装置,通过扳动制动装置,可以制动且固定住轮椅。4.根据权利要求1所述的智能轮椅,所述信号采集模块中包括连接检测电路和驱动激励电路:所述连接检测电路用于检测各眼电电极是否与用户眼周相应位置连接良好;所述驱动激励电路用于提高眼电信号采集的共模抑制能力,剔除外界干扰,保障采集信号的质量。5.根据权利要求1所述的智能轮椅,所述信号采集模块采用眼电导联的方式与用户眼部相连,眼电极导联可以为Ag/AgCI电极贴片组件,包括单极导联和双极导联两种连接方式。6.根据权利要求1所述的智能轮椅,其特征在于,所述信号采集模块还包括:保护器件,放大器,滤波器和基线调整电路;所述保护器件,与眼电导联相连,用于保护后级电路,防护人体静电对于后级电路的击穿和/或干扰,防止电路中漏电对人体造成伤害;所述放大器,用于对输入的眼电信号进行可控放大,以增强系统共模抑制比的作用,其中,所述放大器选用高输入阻抗的仪表放大器,并采用屏蔽层驱动技术以增强对外界电磁干扰的屏蔽能力;所述滤波器,负责滤除眼电信号中混入的无关干扰信号;其中,所述无关干扰信号至少包括工频干扰信号、环境无线电信号、心电信号以及肌电信号;2CN114569350A权利要求书2/2页所述基线调整电路,用于将眼电模拟信号的中心调整到便于模数转换器采集的幅度。7.一种头戴式眼电操控的智能轮椅控制方法,应用于如权利要求1至6任一项所述的智能轮椅,其特征在于,包括:S1,通过信号采集模块采集用户的眼电信号,并对眼电信号进行预处理,通过模数转化器将所述