[发明专利]智能轮椅控制系统和方法

说明书

本发明提供一种智能轮椅控制系统和方法，所述系统包括：脑磁采集模块，脑磁采集模块用于采集用户的脑磁信号；自动导航传感模块，自动导航传感模块用于获取智能轮椅所处环境的障碍物信息和智能轮椅的实际运动数据；控制模块，控制模块分别与脑磁采集模块和自动导航传感模块相连，控制模块用于根据脑磁信号解析用户的目标运动方向，并根据目标运动方向、障碍物信息和实际运动数据生成相应的驱动控制信号；轮椅驱动模块，轮椅驱动模块与控制模块相连，轮椅驱动模块用于根据驱动控制信号驱动智能轮椅。本发明能够根据用户的脑磁信号方便地实现对智能轮椅的控制，满足高位截瘫等特殊用户的使用需求。

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，具体涉及一种智能轮椅控制系统和一种智能轮椅控制方法。

背景技术

轮椅已经是活动不方便病人或者患者的常用设备，目前主要有手动和电动轮椅两种。

手动轮椅需要使用者用手驱动轮椅前进和转向，因此使用者要有比较强的上肢力量，使用便利性受到一定的限制。电动轮椅一定程度上缓解了这个问题，电力驱动，配合电动摇杆来控制轮椅，减轻了使用者的负担。

然而，对于高位截瘫等特殊患者来说，由于患者上肢和下肢都不能活动，因此不管是普通轮椅还是电动轮椅，患者都无法自行使用，这是一个需要解决的问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种智能轮椅控制系统和方法，能够根据用户的脑磁信号方便地实现对智能轮椅的控制，满足高位截瘫等特殊用户的使用需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种智能轮椅控制系统，包括：脑磁采集模块，所述脑磁采集模块用于采集用户的脑磁信号；自动导航传感模块，所述自动导航传感模块用于获取所述智能轮椅所处环境的障碍物信息和所述智能轮椅的实际运动数据；控制模块，所述控制模块分别与所述脑磁采集模块和所述自动导航传感模块相连，所述控制模块用于根据所述脑磁信号解析用户的目标运动方向，并根据所述目标运动方向、所述障碍物信息和所述实际运动数据生成相应的驱动控制信号；轮椅驱动模块，所述轮椅驱动模块与所述控制模块相连，所述轮椅驱动模块用于根据所述驱动控制信号驱动所述智能轮椅。

所述脑磁采集模块包括：视觉诱发单元，所述视觉诱发单元用于向用户发出视觉刺激信号；穿戴式脑磁采集单元，所述穿戴式脑磁采集单元由用户穿戴，所述穿戴式脑磁采集单元用于采集用户在受到视觉刺激时的脑磁信号；第一无线传输单元，所述第一无线传输单元与所述穿戴式脑磁采集单元相连，并与所述控制模块进行无线通信连接，所述第一无线传输单元用于将所述脑磁信号传输至所述控制模块。

所述自动导航传感模块包括：激光雷达单元，所述激光雷达单元用于获取所述智能轮椅所处环境的激光探测数据；摄像单元，所述摄像单元用于获取所述智能轮椅所处环境的图像数据；惯性测量单元，所述惯性测量单元用于实时获取所述智能轮椅的三轴姿态角和加速度数据。

所述控制模块包括：第二无线传输单元，所述第二无线传输单元与所述第一无线传输单元进行无线通信连接，所述第二无线传输单元用于接收所述脑磁信号；计算单元，所述计算单元与所述第二无线传输单元相连，并分别通过传感器数据线与所述激光雷达单元、所述摄像单元和所述惯性测量单元相连，以及通过驱动控制信号线与所述轮椅驱动模块相连，所述计算单元用于通过CCA(Canonical Correlation Analysis，典型相关分析)和/或深度学习算法实时处理所述脑磁信号，以判断用户的目标运动方向，并根据所述目标运动方向、所述障碍物信息和所述实际运动数据进行自动避障的导航规划，以及根据规划结果生成所述驱动控制信号。