CN112790923B - 一种智能床椅一体机控制系统及控制方法 - Google Patents

一种智能床椅一体机控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能床椅一体机控制系统及控制方法，包括：床体；第一控制装置，包括第一控制模块、发射模块及第一收发一体模块，所述第一控制模块设置在所述床体的一侧，所述发射模块连接所述第一控制模块，所述第一收发一体模块连接第一控制模块，用于控制产生床体参考位置和通信的信号；变形轮椅，其设置在所述第一控制装置的相对一侧；第二控制装置，包括第二控制模块、测距模块、接收模块及第二收发一体模块，所述第二控制模块设置在所述变形轮椅一侧，所述测距模块连接所述第二控制模块，所述接收模块连接所述第二控制模块，所述第二收发一体模块连接第二控制模块，用于控制轮椅的运动轨迹。通过本发明，可以实现床体和轮椅的高精度合并。

Description

一种智能床椅一体机控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及运动控制领域，特别涉及一种智能床椅一体机控制系统及控制方法。
背景技术
日益严重老龄化，对医疗服务体系和服务水平都提出了更高的要求。行动不便的老年人、长期住院的患者、残疾人士以及其他需要卧床护理的人群，配置必要的舒适、功能齐全的智能护理床设备尤为必要。
近年来，一种分离式床椅护理床被创新地提出，可方便完成移位和部分护理功能，分为床椅两个部分，此类护理床合并后是一张床，可以完成抬降背、抬降腿等变形功能；分离后一部分可变成一张轮椅，方便转移。
现阶段所面临的问题是床椅一体机分离后如何完成精准且安全的合并。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能床椅一体机控制系统及控制方法，通过光、声等信号的处理计算，完成多个传感器测距信息的解算，然后完成以床体坐标系为参考的轮椅的定位，进而轮椅按照一定的控制逻辑完成床、椅的自主合并。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
床体；第一控制装置，包括第一控制模块、发射模块及第一收发一体模块，所述第一控制器设置在所述床体的一侧，所述发射模块连接所述收发一体模块；
形变轮椅；第二控制装置，包括第二控制模块、测距模块、接收模块及第二收发一体模块，所述第二控制模块链接所述第一控制模块，所述测距模块连接所述第二控制模块，所述接收模块通过所述第二控制模块连接所述测距模块。
在一实施例中，所述发射模块至少还包括第一发射组件及第二发射组件，其中所述第一发射组件还包括：信号调制单元，所述信号调制单元设置在所述发射模块内，用于生成有效信号；发射单元，所述发射单元连接所述信号调制单元，用于有效信号的发出；所述第二发射组件还包括：信号调制单元，所述信号调制单元设置在所述发射模块内，用于生成有效信号；发射单元，所述发射单元连接所述信号调制单元，用于有效信号的发出。
在一实施例中，所述第一控制模块设置在所述床体上，用于控制床体控制器，判断所述床体的工作状态。
在一实施例中，所述接收模块至少还包括第一接收组件及第二接收组件，其中第一接收组件还包括：接收单元，设置在所述接收模块内，用于接收所述发射模块产生的发射信号；信号预处理单元，连接所述接收单元，用于逻辑计算，得到距离信息；其中第二接收组件还包括：接收单元，设置在所述接收模块内，用于接收所述发射模块产生的发射信号；信号预处理单元，连接所述接收单元，用于逻辑计算，得到距离信息。
在一实施例中，所述测距模块包括第一测距组件和第二测距组件，其中第一测距组件还包括：第一发射模块，设置在所述测距模块内，用产生和发射完整信号；第一接收模块，连接所述第一发射模块，用于接收所述第一发射模块产生的反射信号；其中第二测距组件还包括：第二发射模块，设置在所述测距模块内，用产生和发射完整信号；第二接收模块，连接所述第二发射模块，用于接收所述第二发射模块产生的反射信号。
在一实施例中，所述第一发射组件连接所述第一控制模块，所述第二发射组件连接所述第一控制模块。
在一实施例中，所述第一接收组件连接所述第二控制模块，所述第二接收组件连接所述第二控制模块。
在一实施例中，所述第二控制模块设置在所述变形轮椅的一侧，用于解算所述接收模块的传输信号。
在一实施例中，所述第一控制装置通过无线连接所述第二控制装置。
本发明提供一种智能床椅一体机控制方法，包括床体位置固定，所述第一控制装置循环控制发射模块；轮椅调整运动轨迹，所述第二控制装置接收所述发射模块产生的发射信号；所述第二控装置块判定合并起始区域条件；满足所述起始区域条件后，所述第二控制装置控制驱动轮旋转，使得所述床体和轮椅合并一体，完成自动合体。
本发明具有的特点或优势有：床椅合并为智能自动化控制，只需一个指令，即可完成一体合并。卧床受护人只要脑清醒，不需要他人协助，即可完成床椅合并。床体位置发生移动变化，轮椅可自适应调整运动轨迹，依然可以完成自动合并。采用本发明技术，最终合并归位的精度高，合并成功率高。不在床椅之外的环境添加额外的标记物、设备等，部署简洁，提高设备的医用性。
本发明具有的优点还包括：
(1)分离后轮椅的具备自主移动功能，受护者不需要护理人员人工手动方式将床椅进行合并，一是减少操作时间，提高自动化程度，不需要额外的人力；二是维护受护者尊严，增强使用者操纵体验。
(2)分离后采用自适应模式，调整运动轨迹，保证轮椅顺利合并，避免出现碰撞风险，降低生产成本。
(3)避免使用在地面贴显著性标记物，如纯色的条带、二维码，或者避免采用摄像头识别标记物及基于图像的定位和控制算法，完成轮椅和床的自动合并，避免存在标记物和床体发生相对位移而不能完成轮椅和床体自动合并。采用自动调制方式，完成床椅自动合并。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的提供一种智能床椅一体机控制系统示意图。
图2为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的第一控制装置示意图。
图3为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的第二控制装置示意图。
图4为为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的第二控制装置信号传输路径示意图。
图5为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的发射模块示意图。
图6为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的接收模块示意图。
图7为本发明的提供一种智能床椅中一体机控制系统中的测距模块示意图。
图8为本发明的提供一种智能床椅一体机控制方法流程示意图。
图9为本发明的提供一种智能床椅一体机控制方法中步骤S3的流程示意图。
图10为本发明的提供一种智能床椅一体机控制系统及控制方法的位移轨迹示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为提高床体和轮椅的合并精度，方便使用者使用。本发明提供一种智能床椅一体机控制系统及控制方法，请参考图1及图7，本发明提供一种智能床椅一体机控制系统，包括床体100，第一控制装置200，第二控制装置300，轮椅装置400，其中第一控制装置200还包括第一控制模块201，发射模块202，第一收发一体模块203，第二控制装置300包括接收模块301，第二收发一体模块302，测距模块303，第二控制模块304，其中发射模块202包括第一发射组件202a及第二发射组件202b，第一发射组件202a包括第一信号调制单元202a′及第一发射单元202a″，第二发射组件202b包括第二信号调制单元202b′及第二发射单元202b″，接收模块301包括第一接收组件301a及第二接收组件301b，第一接收组件301a包括第一接收单元301a′及第一信号预处理单元301a″，第二接收组件301b包括第二接收单元301b′及第二信号预处理单元301b″。测距模块303包括第一测距组件303a及第二测距组件303b，第一测距组件303a包括第一发射模块303a′及第一接收模块303a″，第二测距组件303b包括第二发射模块303b′及第二接收模块303b″。
请参考图1及图7，第一控制装置200连接第二控制装置300，第一控制模块201设置在床体100的一侧，发射模块202连接第一收发一体模块203。第二控制模块304链接第一控制模块201，测距模块303连接第二控制模块304，接收模块301通过第二控制模块304连接测距模块303。第一控制模块201设置在床体100上，用于控制产生床体参考位置和通信的信号，判断所述床体的工作状态。其中第一接收组件301a的第一接收单元301a'设置在接收模块301内，用于接收发射模块202产生的发射信号。第一信号预处理单元301a″连接第一接收单元301a'，用于逻辑计算，得到距离信息。测距模块303中的第一发射模块303a′设置在测距模块303内，用产生和发射完整信号。第一接收模块303a″连接第一发射模块303a′，用于接收第一发射模块303a′产生的反射信号。第一发射组件202a通过第一控制模块201连接第二发射组件202b，第一接收组件301a通过第二控制模块304连接第二接收组件301b。第二控制模块304设置在轮椅400的一侧，用于解算接收模块301的传输信号。
请参考图2及图4，第一控制装置200包括第一控制模块201、发射模块202及第一收发一体模块203。第一控制模块200连接第一收发一体模块203，第一控制模块200分别连接第一发射组件202a及第二发射组件202b。
进一步，发射模块202包括第一发射组件202a及第二发射组件202b，第一发射组件202a包括第一信号调制的单元202a′及第一发射单元202a″，第一信号调制单元202a′用于生成可发射的有效信号，且通过第一发射单元202a″发射出去。第二发射组件202b包括第二信号调制单元202b′及第二发射单元202b″，第二信号调制单元202b′设置在发射模块202内，用于生成有效信号，第二发射单元202b″连接第二信号调制单元202b′，用于有效信号的发出。输入第一发射组件202a及第二发射组件202b的指令，第一控制模块201根据算法逻辑，判断第一控制装置200的工作状态是否是开或者闭。第一收发一体模块203将第一控制模块201产生的数据信息发送给第二收发一体模块302，与此同时，第一收发一体模块203接收第二收发一体模块302发送的数据信息。
请参考图3，第二控制装置300包括第二控制模块304、测距模块303、接收模块301及第二收发一体模块302，第二控制模块304连接第二收发一体模块302，第二控制模块304分别连接第一接收组件301a及第二接收组件301b，第一测距组件303a连接第二控制模块304，第二测距组件303b连接第二控制模块304。
进一步地，接收模块301包括第一接收组件301a及第二接收组件301b，第一接收组件301a还包括第一接收单元301a'，设置在接收模块301内，用于接收发射模块202产生的发射信号；第一信号预处理单元301a″，连接第一接收单元301a'，用于逻辑计算，得到距离信息。第二接收组件301b还包括第二接收单元301b′及第二信号预处理单元301b″，第二接收单元301b′设置在所述接收模块内，用于接收所述发射模块产生的发射信号；第二信号预处理单元301b″连接所述第二接收单元，用于逻辑计算，得到距离信息。第一接收组件301a中的第一接收单元301a′用于接收第一发射组件201a发射出的有效信号，第一接收组件301a中的第一信号预处理单元301a″用于处理接收信号。第二控制模块304主要用于控制变形轮椅的运动轨迹。第二控制模块304解算第一信号预处理单元301a″及第二信号预处理单元301b″的信号信息，形成距离信息。
进一步地，测距模块303包括第一测距组件303a及第二测距组件303b，所述第一测距组件303a还包括第一发射模块303a′及第一接收模块303a″，第一发射模块303a′设置在测距模块303内，用产生和发射完整信号；第一接收模块303a″连接第一发射模块303a′，用于接收第一发射模块303a′产生的反射信号。第二测距组件303b还包括第二发射模块303b′及第二接收模块303b″，第二发射模块303b′设置在测距模块303内，用产生和发射完整信号；第二接收模块303b″连接第二发射模块303b′，用于接收第二发射模块303b′产生的反射信号。
进一步地，第一测距组件303a中的第一发射模块303a′主要用于产生信号和经过外部物体反射的发射信号。第一测距组件303a中的第一接收模块303a″主要用于接收第一发射模块303a′产生的发射信号，信号经过预处理后发送给第二控制模块304，经过逻辑计算，得到距离信息。
请参考图1及图8，本发明还提供一种智能床椅一体机控制方法，其至少包括以下步骤：
S1：移动床体，第一控制装置100循环控制发射模块202。
第一控制装置200循环控制发射模块202发射信号，第一控制装置200的循环控制方式为按照一定特定周期进行循环控制。当第一控制装置200控制第一发射组件202a发射信号时，第二发射组件202b不工作；当第一控制装置200控制第二发射组件202b发射信号时，第一发射组件202a不工作，接收模块301接收第一发射组件202b发出的信号，经过第二控制模块304解算，得到第一发射组件202a与第一接收组件301a之间的距离，以及第一发射组件202a与第二接收组件301a之间的距离。经过一段时间后，第一控制装置200通过第一收发一体模块203及第二收发一体模块302控制发射模块202，使得第一发射组件202即将关闭，且第二发射组件202b随之开启，待第二控制装置300确认信息后，关闭第一发射组件202a，且启动第二发射组件202b，接收模块301接收第二发射组件202b发出的信号，经过第二控制模块304解算，得到第一发射组件202a与第一接收组件301a之间的距离，以及第一发射组件202a与第二接收组件301b之间的距离。以床体短边直线为X轴，床体长边直线为Y轴，床体内侧边缘交叉点为原点O，建立坐标系，设定两个函数关系x＝d1，y＝d2，轮椅LR边中点M所在区域应满足下式：
Figure BDA0002870523060000071
式中x表示X轴坐标；
式中y表示Y轴坐标；
式中d1和d2均为某个特定常数。
轮椅朝向γ角度应满足下式
Figure BDA0002870523060000072
式中γ为X轴负向顺时针与直线RL的夹角。
当y轴正向顺时针与AB边形成夹角α，y轴正向顺时针与AR形成夹角β，同时结合床椅一体机固定传感器实际的位置分布，即定义固定第一发射组件坐标(a1，b1)及固定第二发射组件坐标(a2，b2)，定义第一接收组件坐标为R(x1，y1)，根据几何关系可得，
α＝θ+β (3)
Figure BDA0002870523060000073
x1＝a1+Larsinβ (5)
y1＝b1+Larcosβ (6)
式中α为y轴正向顺时针与AB边与夹角。
式中β为y轴正向顺时针与AR与夹角。
S2：调整轮椅运动轨迹，所述第二控制装置接收所述发射模块产生的发射信号。
请参考图1及图10，首先，用户通过轮椅上的电动摇杆控制轮椅移动至指定区域，且R、L大致朝向床体。
其次，第二控制模块304完成M(x3，y3)坐标解算。在R、A、B三点组成的三角形RAL中，设∠RAB＝θ，根据几何关系可得，
Figure BDA0002870523060000081
Figure BDA0002870523060000082
式中Lab表示为第一发射组件202a与第二发射组件202b之间距离，为特定值常数；
式中Lar表示为第一发射组件202a与第一接收组件301a之间的距离；
式中Lbr表示为第二发射组件202b与第一接收组件301a之间的距离；
依据(1)-(8)式，获得R点坐标，
Figure BDA0002870523060000083
Figure BDA0002870523060000084
定义第二接收组件坐标L(x2，y2)依据(1)-(8)式的计算原理，以三角形BAL的相关参数关系替代三角形RAL的相关参数关系，最终分别以x2、y2、Lal、Lbl的参数相关值替代x1、y1、Lar、Lbr的参数相关值，解算并获得L点坐标，
Figure BDA0002870523060000085
Figure BDA0002870523060000086
式中Lal表示为第一发射组件202a与第二接收组件301b之间的距离；
式中Lbl表示为第二发射组件202b与第二接收组件301b之间的距离；
定义M(x3，y3)为L和R中点，依据几何关系得M点坐标值，
Figure BDA0002870523060000091
Figure BDA0002870523060000092
式中M表示为第一接收组件和第二接收组件之间距离的中点位置。
另外，由几何关系可得γ值，
Figure BDA0002870523060000093
S3：满足所述起始区域条件后，所述第二控制装置控制驱动轮旋转，使得所述床体和轮椅合并一体，完成自动合体。
S31：所述第二控装置判定合并起始区域条件。
判定用户手动引导到合并起始区域条件是否满足，当x3、y3、γ同时满足以下条件，表示起始区域满足。
Figure BDA0002870523060000094
由第二控制模块计算判别γ是否满足条件，不满足时语音提醒用户手动继续移动，直到满足。
S32：满足起始区域条件后，用户通过按键或语音等输入自动合并指令，开始启动自主合并过程。第二控制模块控制驱动轮移动，且驱动左右轮旋转调整，使Lar和Lal满足下式(17)时，ε1为一合适较小误差正常数，停止左右旋转，直线超床体侧边靠近，移动过程中不满足条件继续按上述原则调整。
|Lar-Lal|≤ε1 (17)
S33：设d3为合适距离常数，ε2为合适较小误差正常数，按上述调整过程中，当满足(18)式，两驱动轮停止移动，并按S34步骤继续调整，
|x3-d3|≤ε2 (18)
S34：第二控制模块控制驱动轮左右轮旋转调整，使Lbr和Lbl满足下式(19)时，停止左右旋转直线超床体床头边靠近，移动过程中不满足条件时继续按上述原则调整。
|Lbr-Lbl|≤ε3 (19)
式中ε3为一合适较小误差正常数。
S35：设d4为合适距离常数，ε4为合适较小误差正常数，调整过程中，当满足下式(20)，停止移动并按S36步骤继续调整
|y3-d4|≤ε4 (20)
由几何关系得
Figure BDA0002870523060000101
第二控制模块驱动左右轮调整，当满足下式(22)，然后停止左右旋转直线前进。
|γ-γ0|≤δ0 (22)
式中γ0为设定的角度常数值，为一较小的误差角度值。
直线前进的同时，第二控制模块检测和计算测距模块G和H的测距值Lg和Lh。设d5为合适距离常数，ε5为合适较小误差正常数，当满足下式(23)时停止前进，进入下一步骤S36调整。
|Lg-d5|≤ε5 (23)
S36：设d6为合适距离常数，ε6为合适较小误差正常数，驱动轮椅朝第二发射组件的方向运动，自动不断调整轮椅方位，使Lg和Lh的值满足下式(24)，
Figure BDA0002870523060000102
式中Lg为第一测距组件与Y轴方向挡板之间的距离；
式中Lh为第二测距组件与Y轴方向挡板之间的距离。
设d7为合适距离常数，ε7为合适较小误差正常数，满足上述(24)条件下，当第二控制模块计算得到的Lbr和Lbl满足下式(25)，停止调整左右两轮，进入下一步骤S37。
|Lbr+Lbl-2d7|≤ε7 (25)
S37：轮椅自动变形和床体成为整体，完成整个自动合体过程。
请参考图1及图7，在本发明的一实施例中，本发明方案应用于分离式床椅一体机床中床椅分离后自主合并归，用户通过轮椅上的电动摇杆控制轮椅移动至指定区域，且R、L大致朝向床体。以床体短边直线为X轴，床体长边直线为Y轴，床体内侧边缘交叉点为原点O，建立坐标系，计算出朝向角度，判定朝向角度是否满足(0，π/2)的条件，第二控制模块304完成M(x3，y3)坐标解算，获得第一发射组件202a与第一接收组件301a之间的距离及第一发射组件202a与第二接收组件301b之间的距离参数，定义固定第一发射组件坐标(a1，b1)及固定第二发射组件坐标(a2，b2)，获得第一接收组件(x1，y1)及第二接收组件(x2，y2)的坐标值，定义第一接收组件和第二接收组件之间距离的中点位置M，获得中点位置的坐标值M(x3，y3)。判定用户手动引导到合并起始区域条件是否满足，当x3、y3、γ同时满足以下(16)条件，表示起始区域满足。第二控制模块计算判别γ是否满足条件，不满足时语音提醒用户手动继续移动，直到满足。满足起始区域条件后，用户通过按键或语音等输入自动合并指令，开始启动自主合并过程。第二控制模块控制驱动轮移动，且驱动左右轮旋转调整，使第二发射组件202b与第一接收组件301a之间的距离和第二发射组件202b与第二接收组件301b之间的距离满足公式(19)时，ε3为一合适较小误差正常数，停止左右旋转直线超床体侧边靠近，移动过程中不满足条件继续按上述原则调整。第二控制模块驱动左右轮调整，当满足公式(22)时，然后停止左右旋转直线前进。直线前进的同时，第二控制模块检测和计算第一测距组件和第二测距组件的测距值。设d5为合适距离常数，ε5为合适较小误差正常数，当满足公式(23)时，停止前进，调整轮椅运动轨迹。当驱动轮椅朝第二发射组件的方向运动，自动不断调整第一测距组件和第二测距组件的测距值的值，使其满足公式(24)。当运算得到第一测距组件和第二测距组件的测距值满足公式(25)，停止调整左右两轮。轮椅自动变形和床体成为整体，完成整个自动合体过程。
请参考图1及图7，在本发明的一实施例中，本发明方案应用于分离式移动服务机器人对接，移动服务机器人移动至指定区域，且R、L大致朝向床体。以床体短边直线为X轴，床体长边直线为Y轴，床体内侧边缘交叉点为原点O，建立坐标系，计算出朝向角度，判定朝向角度是否满足(0，π/2)的条件，第二控制模块304完成M(x3，y3)坐标解算，获得第一发射组件202a与第一接收组件301a之间的距离及第一发射组件202a与第二接收组件301b之间的距离参数，定义固定第一发射组件坐标(a1，b1)及固定第二发射组件坐标(a2，b2)，获得第一接收组件(x1，y1)及第二接收组件(x2，y2)的坐标值，定义第一接收组件和第二接收组件之间距离的中点位置M，获得中点位置的坐标值M(x3，y3)。判定用户手动引导到合并起始区域条件是否满足，当x3、y3、γ同时满足以下(16)条件，表示起始区域满足。第二控制模块计算判别γ是否满足条件，不满足时语音提醒移动机器人继续移动，直到满足。满足起始区域条件后，用户通过按键或语音等输入自动合并指令，开始启动自主合并过程。第二控制模块控制驱动轮移动，且驱动左右轮旋转调整，使第二发射组件202b与第一接收组件301a之间的距离和第二发射组件202b与第二接收组件301b之间的距离满足公式(19)时，ε3为一合适较小误差正常数，停止左右旋转直线超床体侧边靠近，移动过程中不满足条件继续按上述原则调整。第二控制模块驱动左右轮调整，当满足公式(22)时，然后停止左右旋转直线前进。直线前进的同时，第二控制模块检测和计算第一测距组件和第二测距组件的测距值。设d5为合适距离常数，ε5为合适较小误差正常数，当满足公式(23)时，停止前进，调整移动机器人运动轨迹。当驱动移动机器人朝第二发射组件的方向运动，自动不断调整第一测距组件和第二测距组件的测距值的值，使其满足公式(24)。当运算得到第一测距组件和第二测距组件的测距值满足公式(25)，停止调整左右两脚。移动机器人完成与智能床椅的合并。
需要说明的是，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的模块引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的模块。
此外，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本发明提供一种一种智能床椅一体机控制系统，包括床体100，第一控制装置200，第二控制装置300，轮椅装置400，其中第一控制装置200还包括第一控制模块201，发射模块202，第一收发一体模块203，第二控制装置300包括接收模块301，第二收发一体模块302，测距模块303，第二控制模块304，其中发射模块202包括第一发射组件202a及第二发射组件202b，第一发射组件202a包括信号调制单元202a′及发射单元202a″，第二发射组件202b包括信号调制单元202b′及发射单元202b″，接收模块301包括第一接收组件301a及第二接收组件301b，第一接收组件301a包括接收单元301a′及信号预处理单元301a″，第二接收组件301b包括接收单元301b′及信号预处理单元301b″。测距模块303包括第一测距组件303a及第二测距组件303b，第一测距组件303a包括第一发射模块303a′及第一接收模块303a″，第二测距组件303b包括第二发射模块303b′及第二接收模块303b″。床椅合并为智能自动化控制，只需一个指令，即可完成一体合并。卧床受护人只要脑清醒，不需要它人协助，即可完成床椅合并。床体位置发生移动变化，轮椅可自适应调整运动轨迹，依然可以完成自动合并。采用本发明技术，最终合并归位的精度高，合并成功率高。不在床椅之外的环境添加额外的标记物、设备等，部署简洁，提高设备的医用性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，其至少包括：
床体；
第一控制装置，包括第一控制模块、发射模块及第一收发一体模块，所述第一控制模块设置在所述床体的一侧，所述发射模块连接所述第一控制模块，所述第一收发一体模块连接所述第一控制模块，用于控制产生床体参考位置和通信的信号；
变形轮椅，其设置在所述第一控制装置的相对一侧；
第二控制装置，包括第二控制模块、测距模块、接收模块及第二收发一体模块，所述第二控制模块设置在所述变形轮椅一侧，所述测距模块连接所述第二控制模块，所述接收模块连接所述第二控制模块，所述第二收发一体模块连接所述第二控制模块，用于控制轮椅的运动轨迹；
其中，第一控制装置循环控制发射模块发射信号，当第一控制装置控制发射模块的第一发射组件发射信号时，发射模块的第二发射组件不工作；当第一控制装置控制发射模块的第二发射组件发射信号时，发射模块的第一发射组件不工作；
接收模块接收第一发射组件发出的信号，经过第二控制模块解算，得到第一发射组件与第一接收组件之间的距离，以及第一发射组件与第二接收组件之间的距离；
其中，以床体短边直线为X轴，床体长边直线为Y轴，床体内侧边缘交叉点为原点O，建立坐标系，定义固定第一发射组件坐标A(a1，b1)及固定第二发射组件坐标B(a2，b2)，定义第一接收组件坐标为R(x1，y1)；
通过第二控制模块获取第一接收组件和第二接收组件之间距离的中点位置M(x3，y3)，包括：
在R、A、B三点组成的三角形RAB中，
获取R点坐标，
Figure FDA0003748902520000011
Figure FDA0003748902520000012
其中，Lab表示为第一发射组件与第二发射组件之间距离；Lar表示为第一发射组件与第一接收组件之间的距离；Lbr表示为第二发射组件与第一接收组件之间的距离；
获取L点坐标，定义第二接收组件坐标L(x2，y2)，在R、A、B三点组成的三角形RAL中，其中，
Figure FDA0003748902520000021
Figure FDA0003748902520000022
其中，Lal表示为第一发射组件与第二接收组件之间的距离；Lbl表示为第二发射组件与第二接收组件之间的距离；
获取第一接收组件和第二接收组件之间距离的中点位置M(x3，y3)，
Figure FDA0003748902520000023
计算出朝向角度
Figure FDA0003748902520000024
判定用户手动引导到合并起始区域条件是否满足，当x3、y3、γ同时满足
Figure FDA0003748902520000025
表示起始区域满足，用户通过按键或语音等输入自动合并指令，开始启动自主合并过程，d1和d2均为常数。
2.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述发射模块至少还包括第一发射组件及第二发射组件，其中所述第一发射组件还包括：
第一信号调制单元，所述第一信号调制单元设置在所述发射模块内，用于生成有效信号；
第一发射单元，所述第一发射单元连接所述第一信号调制单元，用于有效信号的发出；
其中所述第二发射组件还包括：
第二信号调制单元，所述第二信号调制单元设置在所述发射模块内，用于生成有效信号；
第二发射单元，所述第二发射单元连接所述第二信号调制单元，用于有效信号的发出。
3.根据权利要求2所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述第一发射组件连接所述第一控制模块，所述第二发射组件连接所述第一控制模块。
4.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述第一控制模块设置在所述床体上，用于控制产生所述发射模块逻辑和处理所述收发一体模块的信号，判断所述床体的工作状态。
5.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述接收模块至少还包括第一接收组件及第二接收组件，其中所述第一接收组件还包括：
第一接收单元，设置在所述接收模块内，用于接收所述发射模块产生的发射信号；
第一信号预处理单元，连接所述第一接收单元，用于逻辑计算，得到距离信息；
其中所述第二接收组件还包括：
第二接收单元，设置在所述接收模块内，用于接收所述发射模块产生的发射信号；
第二信号预处理单元，连接所述第二接收单元，用于逻辑计算，得到距离信息。
6.根据权利要求5所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述第一接收组件连接所述第二控制模块，所述第二接收组件连接第二控制模块。
7.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述测距模块至少还包括第一测距组件及第二测距组件，其中所述第一测距组件还包括：
第一发射模块，设置在所述测距模块内，用产生和发射完整信号；
第一接收模块，连接所述第一发射模块，用于接收所述第一发射模块产生的反射信号；
其中所述第二测距组件还包括：
第二发射模块，设置在所述测距模块内，用产生和发射完整信号；
第二接收模块，连接所述发射模块，用于接收所述第二发射模块产生的反射信号。
8.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述第二控制模块设置在所述变形轮椅的一侧，用于解算所述接收模块的传输信号。
9.根据权利要求1所述的一种智能床椅一体机控制系统，其特征在于，所述第一控制装置通过无线连接所述第二控制装置。
10.根据权利要求1所述的一种智能床椅的控制方法，其特征在于，
固定所述床体，所述第一控制装置循环控制所述发射模块；
调整所述轮椅运动轨迹，所述第二控制装置接收所述发射模块产生的发射信号；以及
在符合合并起始区域条件后，所述第二控制装置控制驱动轮旋转，使得所述床体和所述变形轮椅合并一体，完成自动合体。
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