[发明专利]一种智能轮椅床系统的床椅自动对接方法

权利要求书

1.一种面向智能轮椅床系统的床椅自动对接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在辅助床体上安装人工路标，在智能轮椅后方安装用于识别人工路标的视觉感知系统；

步骤2：通过视觉感知系统采集轮椅后部图像，并进行阈值分割和连通域分析，得到图像中人工路标的图像坐标；

步骤3:依据人工路标的图像坐标，通过智能轮椅的嵌入式上位机计算出智能轮椅相对于人工路标的位置和姿态角；

步骤4：智能轮椅的嵌入式上位机依据智能轮椅相对于人工路标的位置和姿态角，进行自动对接路径规划；

步骤5：根据自动对接路径规划，通过智能轮椅的嵌入式上位机设计出智能轮椅自动对接运动的运动学模型，采用闭环控制算法实现智能轮椅与辅助床体的对接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，智能轮椅相对于人工路标的位置和姿态角的计算，包括以下步骤：

步骤31：在人工路标上建立世界坐标系，通过测量获得人工路标在世界坐标系下的坐标，标定摄像机内参；

步骤32：利用点透视问题的解法计算出摄像机外参；

步骤32：标定摄像机坐标系与智能轮椅坐标系之间的单应性矩阵，依据摄像机外参计算出智能轮椅在世界坐标系下的位置和姿态角。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对接运动步骤包括：

步骤A1：通过对人工路标的识别计算智能轮椅初始位置坐标，设定辅助床体边缘中心点位置坐标后，进行路径规划，通过闭环控制算法运动至辅助床体纵向边缘中心点位置坐标处；

步骤A2：构建一个处于对接状态下的虚拟智能轮椅，建立其延辅助床体纵中轴线匀速移出的运动模型，计算出移出过程中各时刻采集点下智能轮椅的位姿信息；

步骤A3：利用上述的位姿信息计算智能轮椅当前位置和姿态角的反馈误差，控制智能轮椅平滑运动到虚拟智能轮椅移出后的位置坐标；

步骤A4：再次通过对人工路标进行识别计算智能轮椅当前位置坐标，消除之前航迹推演导航阶段的累积误差；

步骤A5：进行自动对接路径规划，采用闭环控制算法实现智能轮椅与辅助床体的对接。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，人工路标设置于辅助床体床头正下方。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，人工路标由红外发光二极管组成。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，红外发光二极管有三个，分别设置于一个边长为10cm的等腰直角三角形的顶点。