CN110859714A - 一种具有自主召唤功能的智能轮椅 - Google Patents
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Abstract
一种具有自主召唤功能的智能轮椅，涉及到智能轮椅技术领域，解决现有的轮椅不利于患者下地康复训练，容易出现体力不支摔倒受伤的技术问题，包括有轮椅本体、轮椅控制系统、语音采集处理模块及激光雷达定位系统；轮椅控制系统连接有智能终端；智能终端上包括有用于室内地图进行显示和提供目标位置触控输入的显示输入模块。康复训练的患者在离开轮椅之后，可以通过随身携带的智能终端，一键完成召唤操作，使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及到智能轮椅技术领域，具体涉及到智能轮椅的智能化控制技术领域。
背景技术
目前，老年人以及肢体残疾者使用的辅助代步工具，大多是室外使用的操纵杆控制的电动轮椅。这种电动轮椅就是在普通轮椅的基础上加上电机、电机驱动器、蓄电池、操纵杆等，蓄电池给整个系统进行供电，使用者只需要操作操纵杆就可以控制轮椅的“前进”、“后退”、“左转”、“右转”以及加减速。电动轮椅对于自理能力比较差的老年人或肢体残疾比较严重的用户控制起来还不够方便。而智能轮椅能解决这些问题，智能轮椅一般是在一台电动轮椅的基础上增加一台电脑和一些传感器，智能轮椅的出现为很多高度残疾的用户提供了便利。
而对于一些需要经常离开轮椅，下地进行康复训练的用户来说，在无人看管的情况下离开轮椅之后，容易出现体力预估不足，离开轮椅之后因体力不支而无法回到轮椅上，从而摔倒受伤。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有的轮椅不利于患者下地康复训练，康复训练的患者在无人看管的情况下离开轮椅之后，容易出现体力不支摔倒受伤的技术问题，而提出一种具有自主召唤功能的智能轮椅。
为解决本发明所提出的技术不足，采用的技术方案为：
一种具有自主召唤功能的智能轮椅，包括有轮椅本体，驱动控制轮椅本体的轮椅控制系统，为轮椅控制系统提供语音控制指令输入的语音采集处理模块，以及设于轮椅本体上方的对周围环境进行避障检测，自动生成室内的地图，及定位的激光雷达定位系统；其特征在于：所述的轮椅控制系统还通过无线通讯模块连接有智能终端；智能终端上包括有用于对激光雷达定位系统自动生成的室内地图进行显示和用于为轮椅控制系统提供目标位置触控输入的显示输入模块。
作为对本发明进一步限定的技术方案包括有：
所述的轮椅控制系统还连接有跟随控制模块，跟随控制模块无线连接有设于用户身上的电子标签。
所述的轮椅控制系统还连接有GPS定位模块。
所述的轮椅本体上还设有与轮椅控制系统连接的警示灯。
本发明的有益效果为：本发明通过激光雷达定位系统预先自动生成室内的地图，在康复训练的患者在无人看管的情况下离开轮椅之后，出现体力不支时，可以通过随身携带的智能终端，点击显示输入模块显示的室内地图相应位置后，自动规划路径并控制到达，一键完成操作，或语音输入对应位置预设的编号指令后自动规划路径并控制到达，无需频繁操作，使用方便。
附图说明
图1为本发明的结构原理方框图。
具体实施方式
以下结合附图和本发明优选的具体实施例对发明作进一步地说明。
参照图1中所示，本发明的一种具有自主召唤功能的智能轮椅，包括有轮椅本体，驱动控制轮椅本体的轮椅控制系统，为轮椅控制系统提供语音控制指令输入的语音采集处理模块，以及设于轮椅本体上方的对周围环境进行避障检测，自动生成室内的地图，及定位的激光雷达定位系统；所述的轮椅控制系统还通过无线通讯模块连接有智能终端；智能终端上包括有用于对激光雷达定位系统自动生成的室内地图进行显示和用于为轮椅控制系统提供目标位置触控输入的显示输入模块。
轮椅本体与传统电动轮椅本体相同，用户承载用户在室内移动。
轮椅控制系统除包含有控制轮椅本体的“前进”、“后退”、“左转”、“右转”以及加减速的操纵杆。
语音采集处理模块用于采集轮椅本体上的用户语音，或轮椅周边范围内的用户语音，并将采集到的语音进行识别后转换成与所述操纵杆功能指令相同的控制指令，并输出至轮椅控制系统，由轮椅控制系统控制轮椅执行相应动作。
激光雷达定位系统为现有的室内导航系统，目前主要用于自动扫地机或智能机器人的自主地图建立和定位导航，例如激光雷达定位系统采用上海思岚科技有限公司生产的RPLIDAR 360度激光扫描测距雷达与导航定位模组构成基于激光的模块化自主定位导航解决方案。本发明在室内开始使用前，设置轮椅控制系统进入初始设置模式，手动操作轮椅本体在室内前进，使得轮椅本体去到每一个可以去的位置，不留死角，在轮椅本体前进的过程中轮椅本体上方安装的激光雷达定位系统将对周围环境进行检测，自动生成室内的地图，包括室内形状尺寸和障碍物的位置。
智能终端优选可以为现有的智能手机，优选采用室内WIFI信号与轮椅控制系统无线通讯连接；例如，当用户需要下载康复训练时，在卧室中独自从轮椅本体上下来，移步至客厅后，语音采集处理模块因距离远的原因不能发挥作用，用户无力气返回卧室轮椅上时，可以通过智能手机，点击显示输入模块显示的室内地图相应位置后，智能手机中自动规划路径，或轮椅控制系统中自动规划路径，并由轮椅控制系统控制轮椅本体到达，一键完成操作，无需频繁操作，使用方便，实现自主召唤功能。
激光雷达定位系统在轮椅控制系统控制轮椅本体到达指点目标点过程中，不断监测轮椅四周环境，通过与之前生成的室内地图对比来判断当前轮椅所处的位置，同时当激光雷达会系统监测到行进路线上存在有不在生成的室内地图上已标记的临时遮挡物时（如关闭的门，移动的人），向轮椅控制系统发出信号，轮椅控制系统控制轮椅停止，当监测到临时遮挡物消失后，重新控制轮椅前进。
为了给用户在室外下地康复训练提供安全保障，本发明还具有自动跟随功能，实现该功能的方案是：所述的轮椅控制系统还连接有跟随控制模块，跟随控制模块无线连接有设于用户身上的电子标签。当本发明的轮椅控制系统开启自动跟随功能之后，用户携带电子标签离开轮椅本体之后，轮椅控制系统根据跟随控制模块的控制信号控制轮椅本体跟随用户移动，在用户体力不支时，可随时到过轮椅本体上，避免意外发生。跟随控制模块与电子标签构成的自动跟随系统，目前主要采用的是蓝牙通讯技术，主要用于机器人、平衡车、智能行李箱、无人机等领域，通过电磁波的飞行时间测量出人员到机器人的距离，通过测量微型天线阵列上相位差来计算出人员相对机器人的方向，将这些信息送给机器人的处理器来调整运动控制单元，从而达到智能跟随的目的。将现有的自动跟随系统应用于本发明中，可以有效解决康复训练的患者返回轮椅本体容易出现意外发生的技术不足。
为了避免自动跟随系统失效，轮椅本体出现跟丢，所述的轮椅控制系统还连接有GPS定位模块，通过GPS定位模块进行位置定位后，将轮椅本体导航至用户周边可视范围内。
为了避免轮椅本体在户外召唤移动过程中出现碰撞危险，所述的轮椅本体上还设有与轮椅控制系统连接的警示灯，通过警示灯的灯光闪烁，可以提醒周边行人或车辆注意避让。
Claims (4)
1.一种具有自主召唤功能的智能轮椅，包括有轮椅本体，驱动控制轮椅本体的轮椅控制系统，为轮椅控制系统提供语音控制指令输入的语音采集处理模块，以及设于轮椅本体上的对周围环境进行避障检测，自动生成室内的地图，及定位的激光雷达定位系统；其特征在于：所述的轮椅控制系统还通过无线通讯模块连接有智能终端；智能终端上包括有用于对激光雷达定位系统自动生成的室内地图进行显示和用于为轮椅控制系统提供目标位置触控输入的显示输入模块。
2.根据权利要求1所述的一种具有自主召唤功能的智能轮椅，其特征在于：所述的轮椅控制系统还连接有跟随控制模块，跟随控制模块无线连接有设于用户身上的电子标签。
3.根据权利要求1所述的一种具有自主召唤功能的智能轮椅，其特征在于：所述的轮椅控制系统还连接有GPS定位模块。
4.根据权利要求1所述的一种具有自主召唤功能的智能轮椅，其特征在于：所述的轮椅本体上还设有与轮椅控制系统连接的警示灯。
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