[发明专利]一种智能轮椅的嵌入式控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化轮椅技术和嵌入式控制技术领域，具体涉及一种智能轮椅的嵌入式控制系统。

背景技术

随着世界人口老龄化进程的加快，由于灾难和疾病造成的残障人士的增加，如何让老年人和残疾人重新获得独立活动的能力是一个科学技术亟待解决的问题，轮椅，作为老年人和残疾人的主要交通工具之一。目前较为常见的有手动轮椅和电动轮椅，电动轮椅相比手动轮椅，极大的提高了老年人和残疾人独立活动的能力和范围，但同时也带来了在一些环境中使用的不方便性和危险性。由于现有的电动轮椅通常以手动操控输入面板（例如操控按键、操控杆等）实现手动操作控制，因此其操控难度较大，很可能因使用者操控经验不足让电动轮椅行驶过快，进而引发转弯侧翻、碰撞障碍等事故；此外，由于使用者受到视野范围限制的影响，在手动操控电动轮椅时也容易碰触尚未发现的障碍物等，引发意外。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种智能轮椅的嵌入式控制系统，以提高轮椅控制系统的智能化水平，方便使用者对轮椅的控制，降低对使用者的操控要求，解决现有电动轮椅存在的操控难度大、易引发危险的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术手段：

一种智能轮椅的嵌入式控制系统，包括双核处理器模块、轮椅驱动模块、距离采集模块、语音采集模块和语音口令数据库模块；所述双核处理器模块包括相互数据连接的DSP处理器和ARM处理器；

所述轮椅驱动模块与ARM处理器进行数据连接，用于根据ARM处理器发送的控制信号驱动智能轮椅；

所述距离采集模块与DSP处理器进行数据连接，用于采集智能轮椅与其所处环境中障碍物之间的距离信息发送至DSP处理器，并当智能轮椅接近其所处环境中障碍物时向DSP处理器发出障碍预警信号；

所述语音采集模块用于采集使用者的语音，并转换为语音数字信号发送至DSP处理器；

所述语音口令数据库模块与DSP处理器进行数据连接，用于存储行驶操作指令与其相应的操作口令语音信号之间的对应关系；

所述DSP处理器用于识别来自语音采集模块的语音数字信号是否为语音口令数据库模块中存储的操作口令语音信号，并将识别出的操作口令语音信号转换为相应的行驶操作指令发送至ARM处理器；DSP处理器还实时地对智能轮椅与其所处环境中障碍物之间的距离信息、障碍预警信号进行综合处理，得到行驶方向调整信息和行驶速度调整信息发送至ARM处理器；

所述ARM处理器用于将接收到的行驶操作指令、行驶方向调整信息和行驶速度调整信息实时处理为对应的控制信号发送至轮椅驱动模块。

上述的智能轮椅的嵌入式控制系统中，具体而言，所述轮椅驱动模块主要由相互电连接的电机和电机控制器构成；所述电机控制器与ARM处理器进行数据连接，用于根据ARM处理器发送的控制信号控制电机运行；所述电机用于带动智能轮椅的驱动轮转动，进而驱动智能轮椅。

上述的智能轮椅的嵌入式控制系统中，具体而言，所述语音采集模块主要由麦克风和音频编码器构成；所述麦克风用于采集使用者的语音；所述音频编码器与DSP处理器进行数据连接，用于将采集的使用者的语音转换为语音数字信号发送至DSP处理器。

上述的智能轮椅的嵌入式控制系统中，具体而言，所述距离采集模块主要由分别与DSP处理器进行数据连接的超声传感器和接近开关构成；所述超声传感器用于采集智能轮椅与其所处环境中障碍物之间的距离信息发送至DSP处理器；所述接近开关用于当能轮椅接近其所处环境中障碍物时向DSP处理器发出障碍预警信号。

上述的智能轮椅的嵌入式控制系统中，作为进一步改进方案，该系统还包括位姿检测模块、摄像采集模块和环境信息数据库模块；

所述位姿检测模块与DSP处理器进行数据连接，用于采集智能轮椅的位姿信息发送至DSP处理器；

所述摄像采集模块与DSP处理器进行数据连接，用于采集智能轮椅所处环境的视频图像信息发送至DSP处理器；

所述环境信息数据库模块与DSP处理器进行数据连接，用于存储智能轮椅所处环境中的预设目标位置、特征物体位置、预设目标位置与特征物体位置之间的方位信息和距离信息以及特征物体参考图像；

所述语音口令数据库模块还用于存储智能轮椅所处环境中的预设目标位置与其相应的位置口令语音信号之间的对应关系；