一种带有取物功能的轮椅及其取物控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109875777A(43)申请公布日2019.06.14(21)申请号201910122889.3G06K9/00(2006.01)(22)申请日2019.02.19(71)申请人西安科技大学地址710054陕西省西安市雁塔路中段58号(72)发明人潘红光温帆黄向东米文毓倪琪张奇黄心怡高磊雷心宇薛纪康苏涛(74)专利代理机构西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙)61240代理人李艳春(51)Int.Cl.A61G5/04(2013.01)A61G5/10(2006.01)G06F3/01(2006.01)权利要求书10页说明书24页附图2页(54)发明名称一种带有取物功能的轮椅及其取物控制方法(57)摘要本发明公开了一种带有取物功能的轮椅及其取物控制方法，带有取物功能的轮椅包括电动轮椅、类人机械臂和轮椅控制系统，轮椅控制系统包括眼动仪、微型计算机、摄像头和麦克风；其取物控制方法包括步骤：一、残疾人坐在电动轮椅上佩戴眼动仪；二、残疾人先对着麦克风说出想要取什么物品，再注视轮椅要到达的位置；三、轮椅控制系统控制电动轮椅从当前位置到达轮椅要到达的眼睛注视点的位置；四、得到残疾人说出的想要取的物品，并确定出目标信息的中心坐标；五、轮椅控制系统控制类人机械臂到达所取物品的位置并进行取物。本发明设计新颖合理，控制精度高，使电动轮椅和类人机械臂能够自动协助残疾人取物，将为残疾人生活提供极大便利，实用性强。CN109875777ACN109875777A权利要求书1/10页1.一种带有取物功能的轮椅，包括电动轮椅(1)，其特征在于：还包括类人机械臂(2)和轮椅控制系统，所述类人机械臂(2)安装在电动轮椅(1)的右前方，所述轮椅控制系统包括供坐在电动轮椅(1)上的残疾人佩戴的眼动仪(5)和安装在电动轮椅(1)座位底部的微型计算机(3)，所述电动轮椅(1)的顶部安装有高度可调的滑杆(4)，所述滑杆(4)上安装有摄像头(6)，所述眼动仪(5)的输出端和摄像头(6)的输出端均与微型计算机(3)的输入端连接，所述电动轮椅(1)上设置有电动轮椅控制器(1-2)和用于驱动电动轮椅电机的轮椅电机驱动模块(1-1)，所述类人机械臂(2)上设置有类人机械臂控制器(2-2)、用于对类人机械臂(2)的位置进行实时检测的类人机械臂位置传感器(2-2)和用于驱动类人机械臂电机的机械臂电机驱动模块(2-1)，所述轮椅电机驱动模块(1-1)与电动轮椅控制器(1-2)的输出端连接，所述类人机械臂位置传感器(2-2)与类人机械臂控制器(2-2)的输入端连接，所述机械臂电机驱动模块(2-1)与类人机械臂控制器(2-2)的输出端连接，所述电动轮椅控制器(1-2)和类人机械臂控制器(2-2)均与微型计算机(3)相接，所述微型计算机(3)上还接有用于拾取人的声音信号的麦克风(7)，所述麦克风(7)安装在类人机械臂(2)上。2.按照权利要求1所述的一种带有取物功能的轮椅，其特征在于：所述类人机械臂(2)为六自由度类人机械臂；所述电动轮椅控制器(1-2)和类人机械臂控制器(2-2)均为单片机。3.一种如权利要求1所述带有取物功能的轮椅的取物控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、残疾人坐在电动轮椅(1)上，佩戴眼动仪(5)；步骤二、当残疾人想要到某个位置处取物品时，残疾人先对着麦克风(7)说出想要取什么物品，所述麦克风(7)将其拾取到的残疾人的声音信号传输给微型计算机(3)，同时，摄像头(6)采集电动轮椅(1)前方的环境图像并将采集到的环境图像传输给微型计算机(3)；残疾人再注视轮椅要到达的位置；步骤三、轮椅控制系统控制电动轮椅(1)从当前位置到达轮椅要到达的眼睛注视点的位置，具体过程为：步骤301、眼动图像采集及传输：眼动仪(5)对坐在电动轮椅上的人的眼动图像进行采集并将采集到的眼动图像实时传输给微型计算机(3)；步骤302、眼动图像处理：微型计算机(3)调用眼动图像处理模块对眼动图像进行处理，得到人眼睛注视点的特征值；步骤303、路径规划：微型计算机(3)调用轮椅路径规划模块规划出电动轮椅从当前位置到达眼睛注视点位置的路径；步骤304、轮椅运动：微型计算机(3)根据规划的路径控制电动轮椅从当前位置到达眼睛注视点位置；步骤四、当电动轮椅(1)到达轮椅要到达的眼睛注视点的位置后，所述微型计算机(3)调用声音信号处理模块对麦克风(7)输出的声音信号进行处理，得到残疾人说出的想要取的物品；所述微型计算机(3)调用目标信息提取模块对此时摄像头(6)采集到的环境图像进行处理，提取得到环境图像中的与残疾人想要取的多种物品对应的多个目标信息；然后，所述微型计算机(3)从环境图像中的多个目标信息中找出与残疾人说