DE102019200598A1

DE102019200598A1 - Multi-zone control interface for electric mobility

Info

Publication number: DE102019200598A1
Application number: DE102019200598.5A
Authority: DE
Inventors: Robert Sasu
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Rollstuhles durch Benutzereingaben auf einer Eingabeeinheit eines Steuerungsinterfaces, wobei die Eingabeeinheit mehrere für verschiedene Fahrsituationen optimiert Zonen aufweist. Zusätzlich zu einer Standardzone für normalen Fahrbetrieb weist die Eingabeeinheit eine Ruhezone für den Stillstand des Rollstuhles auf, Zonen für gerades Vorwärts- und Rückwärtsfahren sowie Zonen für das Wenden des Rollstuhls auf der Stelle.The invention relates to a method and a device for controlling an electric wheelchair by user input on an input unit of a control interface, the input unit having several zones optimized for different driving situations. In addition to a standard zone for normal driving, the input unit has a quiet zone for the wheelchair to stand still, zones for straight forward and reverse driving and zones for turning the wheelchair on the spot.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Rollstuhls mittels eines berührungsempfindlichen Steuerungsinterfaces.The invention relates to a method and a device for controlling an electric wheelchair by means of a touch-sensitive control interface.

Bei der Steuerung eines elektrisch angetriebenen Rollstuhls oder auch anderer selbstfahrender Geräte der elektrischen Mobilität gibt es verschiedene Möglichkeiten für das Steuerungsinterface, das die Benutzereingaben zur Steuerung verarbeitet. Einerseits werden Joysticks verwendet, kleine Hebel die aus einer zentralen Ruheposition ausgelenkt werden. Die Geschwindigkeit des Rollstuhls ergibt sich aus dem Grad der Auslenkung des Joysticks nach vorne oder hinten, die Fahrtrichtung des Rollstuhls aus der Auslenkung des Joysticks zu den Seiten. Andererseits können Touchpads oder Touchscreens verwendet werden, berührungsempfindliche Flächen bei denen die Steuerungssignale aus einer Position der Benutzereingabe auf der berührungsempfindlichen Fläche resultieren. Von einer zentral auf dem Touchpad angeordneten Position ausgehend berechnet sich die Geschwindigkeit des Rollstuhls aus dem Abstand nach vorne bzw. nach hinten einer Position einer Benutzereingabe auf dem Touchpad zu der zentralen Position. Die Berechnung der Fahrtrichtung des Rollstuhles kann aus dem seitlichen Abstand bzw. dem Winkel der Position der Benutzereingabe auf dem Touchpad zu einer gedachten Mittellinie erfolgen. Ein Stoppen des Rollstuhls kann durch das Beenden der Benutzereingabe auf dem Steuerungsinterface erfolgen, beispielsweise wenn der Benutzer seinen Finger von dem Touchpad abhebt. Andererseits ist es auch möglich, den Finger auf die zentrale Ruheposition auf dem Touchpad zu verschieben. Kleine Abweichungen von der Ruheposition führen dann allerdings zu kleinen Bewegungen des Rollstuhls, ein komplettes Stoppen des Rollstuhls zu erreichen ist schwierig. Ebenso führen bei einer Geradeausfahrt des Rollstuhls kleine Abweichungen der Benutzereingabe auf dem Steuerungsinterface zur Seite hin zu einer Abweichung der Fahrtrichtung des Rollstuhls von der Geradeausfahrt. Ein einfaches Beibehalten der gewünschten Fahrtrichtung geradeaus ist nur schwer möglich. Auch stellt das Wenden auf der Stelle mit kleinstmöglichem Kurvenradius den Benutzer vor Schwierigkeiten. Eine Manövrierbarkeit wie bei einem von Hand angetriebenen Rollstuhl mit beispielsweise gegeneinander rotierenden Haupträdern ist kaum möglich. Dies ist jedoch bei einem Rollstuhl, der zu einem großen Teil in engen, verwinkelten Innenräumen bewegt wird, ein nicht zu unterschätzender Vorteil.When controlling an electrically powered wheelchair or other self-driving devices of electric mobility, there are various options for the control interface, which processes the user input for the control. On the one hand, joysticks are used, small levers that are deflected from a central rest position. The speed of the wheelchair results from the degree of deflection of the joystick forwards or backwards, the direction of travel of the wheelchair from the deflection of the joystick to the sides. On the other hand, touch pads or touch screens can be used, touch-sensitive areas in which the control signals result from a position of the user input on the touch-sensitive area. Starting from a position arranged centrally on the touchpad, the speed of the wheelchair is calculated from the distance forwards or backwards of a position of a user input on the touchpad to the central position. The direction of travel of the wheelchair can be calculated from the lateral distance or the angle of the position of the user input on the touchpad to an imaginary center line. The wheelchair can be stopped by terminating the user input on the control interface, for example when the user lifts his finger off the touchpad. On the other hand, it is also possible to move the finger to the central resting position on the touchpad. Small deviations from the rest position then lead to small movements of the wheelchair, it is difficult to stop the wheelchair completely. Similarly, when the wheelchair is traveling straight ahead, small deviations in the user input on the control interface to the side lead to a deviation of the direction of travel of the wheelchair from the straight travel. It is difficult to keep the desired direction of travel straight ahead. Turning on the spot with the smallest possible curve radius also presents the user with difficulties. Maneuverability like that of a hand-driven wheelchair with, for example, main wheels rotating against each other is hardly possible. However, this is an advantage that should not be underestimated for a wheelchair that is largely moved in narrow, angled interiors.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Steuerung für elektrisch betriebene Rollstühle anzugeben.It is therefore an object of the invention to provide an improved control system for electrically operated wheelchairs.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung, sowie der Figuren.The object is solved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims, the following description and the figures.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungsinterface zur Steuerung eines elektrisch angetriebenen Rollstuhls angegeben, wobei das Steuerungsinterface umfasst: Eine Eingabeeinheit zum Bestimmen einer Benutzereingabe auf dem Steuerungsinterface, eine Berechnungseinheit zum Berechnen von einer Fahrtrichtung und einer Geschwindigkeit des Rollstuhls auf der Basis einer über die Eingabeeinheit erfolgten Benutzereingabe, und eine Steuerungseinheit, die ausgeführt ist zum separaten Ansteuern von zwei voneinander unabhängige Haupträder des Rollstuhls auf der Basis einer von der Berechnungseinheit berechneten Fahrtrichtung und Geschwindigkeit, wobei die Eingabeeinheit eine gesonderte, flächige erste Zone aufweist, die dazu ausgeführt ist bei einer Benutzereingabe in dieser ersten Zone ein Signal zum Veranlassen eines Stillstandes des Rollstuhls zu erzeugen, wobei die Eingabeeinheit eine gesonderte, flächige zweite Zone aufweist, die dazu ausgeführt ist bei einer Benutzereingabe in dieser zweiten Zone ein Signal zum Veranlassen von einem Wenden auf der Stelle des Rollstuhls zu erzeugen.According to a first aspect of the invention, a control interface for controlling an electrically powered wheelchair is specified, the control interface comprising: an input unit for determining a user input on the control interface, a calculation unit for calculating a direction of travel and a speed of the wheelchair based on one of the above Input unit user input, and a control unit, which is designed for separately controlling two mutually independent main wheels of the wheelchair on the basis of a direction and speed calculated by the calculation unit, the input unit having a separate, flat first zone, which is designed for one User input in this first zone to generate a signal for causing the wheelchair to stop, the input unit having a separate, flat second zone which is designed for a user input in this second zone to generate a signal to cause the wheelchair to turn.

Es wird bei einem erfindungsgemäßen Steuerungsinterface für einen elektrisch angetriebenen Rollstuhl oder für ähnliche selbstfahrende Elektrofahrzeuge z.B. ein Touchpad oder Touchscreen als Eingabeeinheit zum Erfassen der Benutzereingabe verwendet. Diese Aufgabe kann auch von jedem handelsüblichen Mobiltelefon mit berührungsempfindlichen Display und dem passenden installierten Anwendungsprogramm erbracht werden. Dabei kann die Eingabeeinheit auch räumlich von der Berechnungseinheit bzw. Steuerungseinheit getrennt sein und über eine Kabel-, W-LAN- oder Nahfeldverbindung kommunikativ gekoppelt sein. Auch eine Steuerung mittels eines Joysticks oder Ähnlichem kann die Funktionen des erfindungsgemäßen Steuerungsinterfaces aufweisen, indem die Joystickposition die Position eines Fingers auf dem Touchpad oder Touchscreen ersetzt. Bei einem entsprechenden Steuerungsinterface wird die Position der Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit, also zum Beispiel entweder eine Berührung auf einem Touchpad oder einem Touchscreen oder die Stellung eines Joysticks bestimmt und daraus die gewünschte Fahrtrichtung und Geschwindigkeit von einer Berechnungseinheit berechnet.
Die Bestimmung der Fahrtrichtung kann dabei zum Bespiel aus dem seitlichen Abstand bzw. dem Winkel der Position der Benutzereingabe auf dem Touchpad zu einer gedachten Mittellinie erfolgen. Fahrtrichtung soll im Kontext der vorliegenden Erfindung als der Lenkwinkel oder genauer gesagt als das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Haupträder des Rollstuhls verstanden werden. Die Bestimmung der Geschwindigkeit des Rollstuhls kann zum Beispiel aus dem Abstand einer Position einer Benutzereingabe auf dem Touchpad zu einer zentralen Mittelposition erfolgen.
Anhand der gewünschten Fahrtrichtung und Geschwindigkeit erfolgt durch eine Steuerungseinheit die separate Übermittelung von jeweiliger Geschwindigkeit, Drehrichtung und Beschleunigung an die Motoren der beiden Haupträder des Rollstuhls. Vorteilhafterweise weist die Eingabeeinheit gesonderte Zonen mit einer bestimmten räumlichen Ausdehnung auf, die für besondere Fahrsituationen optimiert sind. Die erste solche Zone dient als Ruheposition. Eine Benutzereingabe in dieser ersten Zone führt zu einem völligen Stillstand des Rollstuhls, das heißt beide Haupträder sollen komplett stillstehen. Die endliche räumliche Ausdehnung der Zone erlaubt auch eine geringe Variation der Position der Benutzereingabe, ohne dass die Zone verlassen wird. Das ermöglicht ein komfortables, zuverlässiges Stoppen des Rollstuhls auch bei einer unpräzisen Benutzereingabe, ohne dass der Benutzer den Kontakt mit der Eingabeeinheit lösen muss. Die zweite gesonderte Zone dient dem Wenden auf der Stelle oder für das Fahren von Kurven mit möglichst kleinen Kurvenradius. Eine Benutzereingabe in dieser Zone führt zu einem völligen Stillstand des kurveninneren Rades während sich das kurvenäußere Rad weiterdreht, oder auch zu einer gegenläufigen Rotation des kurveninneren Rades, was besonders enge Kurven bis hin zum Wenden auf der Stelle ermöglicht.In a control interface according to the invention for an electrically powered wheelchair or for similar self-driving electric vehicles, for example, a touchpad or touchscreen is used as an input unit for recording the user input. This task can also be performed by any commercially available mobile phone with a touch-sensitive display and the appropriate installed application program. The input unit can also be spatially separated from the calculation unit or control unit and can be communicatively coupled via a cable, WiFi or near-field connection. Control by means of a joystick or the like can also have the functions of the control interface according to the invention in that the joystick position replaces the position of a finger on the touchpad or touchscreen. With a corresponding control interface, the position of the user input on the input unit, for example either a touch on a touchpad or a touchscreen or the position of a joystick, is determined and the desired direction of travel and speed are calculated from this by a calculation unit.
The direction of travel can be determined, for example, from the lateral distance or the angle of the position of the user input on the touchpad to an imaginary center line. Driving direction is said to be in the context of the present invention Steering angle or more specifically understood as the ratio of the rotational speeds of the two main wheels of the wheelchair. The speed of the wheelchair can be determined, for example, from the distance between a position of a user input on the touchpad and a central central position.
Based on the desired direction of travel and speed, a control unit is used to separately transmit the respective speed, direction of rotation and acceleration to the motors of the two main wheels of the wheelchair. The input unit advantageously has separate zones with a specific spatial extent, which are optimized for special driving situations. The first such zone serves as a resting position. A user input in this first zone leads to a complete standstill of the wheelchair, i.e. both main wheels should be completely stationary. The finite spatial extent of the zone also allows a slight variation in the position of the user input without leaving the zone. This enables the wheelchair to be stopped comfortably and reliably, even if the user input is imprecise, without the user having to release contact with the input unit. The second separate zone is used for turning on the spot or for cornering with the smallest possible curve radius. A user input in this zone leads to a complete standstill of the inside wheel while the outside wheel continues to turn, or to an opposite rotation of the inside wheel, which enables particularly tight curves up to turning on the spot.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Eingabeeinheit eine gesonderte, flächige dritte Zone auf, die dazu ausgeführt ist bei einer Benutzereingabe in dieser dritten Zone ein Signal zum Veranlassen einer Rückwärtsfahrt des Rollstuhls zu erzeugen.In one embodiment of the invention, the input unit has a separate, flat third zone which is designed to generate a signal for initiating a backward travel of the wheelchair when a user enters this third zone.

Diese dritte gesonderte Zone auf der Eingabeeinheit dient z.B. der geraden Rückwärtsfahrt. Eine Benutzereingabe in dieser dritten Zone führt in dieser Ausführungsform zu einer Rotation beider Haupträder des Rollstuhls mit in dem Fall identischer Geschwindigkeit nach hinten. Das ermöglicht ein komfortables, zuverlässiges Rückwärtsfahren des Rollstuhls.This third separate zone on the input unit serves e.g. the straight backward drive. In this embodiment, user input in this third zone results in a rotation of both main wheels of the wheelchair with an identical speed in the rear. This enables a comfortable, reliable reversing of the wheelchair.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Eingabeeinheit eine gesonderte, flächige vierte Zone auf, die dazu ausgeführt ist bei einer Benutzereingabe in dieser vierten Zone ein Signal zum Veranlassen einer Vorwärtsfahrt des Rollstuhls zu erzeugen.In one embodiment of the invention, the input unit has a separate, flat fourth zone, which is designed to generate a signal for initiating forward travel of the wheelchair when a user enters this fourth zone.

Diese vierte gesonderte Zone auf der Eingabeeinheit dient z.B. der geraden Vorwärtsfahrt. Eine Benutzereingabe in dieser vierten Zone führt in dieser Ausführungsform zu einer Rotation beider Haupträder des Rollstuhls in diesem Fall mit identischer Geschwindigkeit nach vorne. Das ermöglicht ein komfortables, zuverlässiges Vorwärtsfahren des Rollstuhls.This fourth separate zone on the input unit is used e.g. the straight forward drive. In this embodiment, a user input in this fourth zone leads to a rotation of both main wheels of the wheelchair in this case forward at identical speed. This enables the wheelchair to drive forward comfortably and reliably.

In einer Ausführungsform der Erfindung weisen die dritte und/oder vierte Zone auf der Eingabeeinheit jeweils eine Mindestbreite auf, wobei eine Änderung der Position der Benutzereingabe innerhalb der Mindestbreite dieser Zonen nicht zu einer Änderung der Fahrtrichtung des Rollstuhls führt.In one embodiment of the invention, the third and / or fourth zone on the input unit each have a minimum width, a change in the position of the user input within the minimum width of these zones not leading to a change in the direction of travel of the wheelchair.

Die endliche räumliche Ausdehnung dieser Zonen in dieser Ausführungsform erlaubt eine geringe Variation der Position der Benutzereingabe, ohne dass die Zone verlassen und somit ein Signal zum Fahren beispielsweise einer Kurve gegeben wird. So werden seitliche Abweichungen des Rollstuhles vom gewünschten Kurs auch bei einer unpräzisen Benutzereingabe vermieden, was eine komfortable Fahrt geradeaus ermöglicht.The finite spatial extent of these zones in this embodiment allows a slight variation in the position of the user input without leaving the zone and thus giving a signal for driving, for example, a curve. In this way, lateral deviations of the wheelchair from the desired course are avoided even with imprecise user input, which enables a comfortable drive straight ahead.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerungsinterface dazu ausgeführt bei einer Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit ein Signal zum Veranlassen einer Geschwindigkeit des Rollstuhls zu erzeugen, wobei die veranlasste Geschwindigkeit in vordefinierter Relation zu einem Abstand einer Position der Benutzereingabe von einem Rand der ersten Zone steht.In one embodiment of the invention, the control interface is designed to generate a signal for initiating a speed of the wheelchair when a user enters the input unit, the induced speed being in a predefined relationship to a distance between a position of the user input and an edge of the first zone.

Die Geschwindigkeit des Rollstuhls kann in dieser Ausführungsform davon abhängig sein, wie weit die Position der Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit von dem zentralen Bereich, dargestellt durch die erste Zone, entfernt ist. Dabei kann die Beziehung von der Geschwindigkeit des Rollstuhls zu der Entfernung der Position der Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit zu der ersten Zone beispielsweise durch einen linearen Verlauf abgebildet werden. Aber auch andere Verläufe dieser Steuerungskurve sind denkbar, die vorteilhafterweise ein stetiges und monotones Verhalten aufweisen. Zum Beispiel kann ein progressiver Verlauf wie etwa bei einer Parabel ein besonders feinfühliges Verhalten der Steuerung bei geringen Geschwindigkeiten ermöglichen.The speed of the wheelchair in this embodiment can depend on how far the position of the user input on the input unit is from the central area represented by the first zone. The relationship between the speed of the wheelchair and the distance of the position of the user input on the input unit to the first zone can be represented, for example, by a linear course. However, other courses of this control curve are also conceivable, which advantageously have a constant and monotonous behavior. For example, a progressive course, such as in a parabola, can enable the control to behave particularly sensitively at low speeds.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Steuerungsinterface dazu ausgeführt bei einer Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit ein Signal zum Veranlassen einer Fahrtrichtung des Rollstuhls zu erzeugen, wobei die veranlasste Fahrtrichtung in vordefinierter Relation zu einem Abstand einer Position der Benutzereingabe von einem Rand der dritten Zone bzw. vierten Zone steht.In one embodiment of the invention, the control interface is designed to generate a signal for initiating a direction of travel of the wheelchair when a user enters the input unit, the induced direction of travel being predefined in relation to a distance between a position of the user input and an edge of the third zone or fourth Zone stands.

Die Fahrtrichtung des Rollstuhls kann in dieser Ausführungsform davon abhängig sein, wie weit die Position der Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit von einem Rand der Zonen, die für z.B. gerades Vorwärts- bzw. gerades Rückwärtsfahren ausgeführt sind, entfernt ist. Dabei kann die Beziehung von der Fahrtrichtung des Rollstuhls zu der Entfernung der Position der Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit zu der dritten bzw. vierten Zone beispielsweise durch einen linearen Verlauf abgebildet werden. Aber auch andere Verläufe dieser Steuerungskurve sind denkbar, die vorteilhafterweise ein stetiges und monotones Verhalten aufweisen. Zum Beispiel kann ein progressiver Verlauf wie etwa bei einer Parabel ein besonders feinfühliges Verhalten der Steuerung bei großen Kurvenradien ermöglichen.The direction of travel of the wheelchair in this embodiment can depend on how far the position of the user input on the Input unit is removed from an edge of the zones which are designed, for example, for straight forward or straight reverse travel. The relationship between the direction of travel of the wheelchair and the distance from the position of the user input on the input unit to the third or fourth zone can be represented, for example, by a linear course. However, other courses of this control curve are also conceivable, which advantageously have a constant and monotonous behavior. For example, a progressive course, such as with a parabola, can enable the control unit to behave particularly sensitively with large curve radii.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Zone zentral auf der Eingabeeinheit angeordnet.In one embodiment of the invention, the first zone is arranged centrally on the input unit.

Diese Zone kann zum Beispiel kreisförmig oder auch eckig ausgeführt sein und ist in dieser Ausführungsform in der Mitte in zentraler Position auf der Eingabeeinheit angeordnet. Dadurch kann die Benutzereingabe in jeder Richtung bezüglich der ersten Zone erfolgen, was ein Steuern des Rollstuhls nach vorne, hinten, links und rechts ermöglicht.This zone can be circular or angular, for example, and in this embodiment is arranged in the center in a central position on the input unit. This allows the user to be entered in any direction with respect to the first zone, which enables the wheelchair to be steered forwards, backwards, left and right.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die zweite Zone auf der Eingabeeinheit zwei rechts und links von der ersten Zone angeordnete Zonen, die sich von der ersten Zone bis zu einem äußeren Rand der Eingabeeinheit erstrecken und eine Mindestbreite aufweisen.In one embodiment of the invention, the second zone on the input unit comprises two zones arranged to the right and left of the first zone, which zones extend from the first zone to an outer edge of the input unit and have a minimum width.

Die zweite Zone kann gemäß dieser Ausführungsform zweigeteilt sein, und einen Bereich für Kehren gegen den Uhrzeigersinn, der sich links von der Ruhezone befindet, und einen Bereich für Kehren im Uhrzeigersinn, der sich rechts von der Ruhezone befindet, aufweisen. Diese Zonen können sich direkt im Anschluss an die Ruhezone befinden, und bis zu den seitlichen Rändern der Eingabeeinheit reichen, wobei sie eine Mindestbreite aufweisen können. Durch die Position der Benutzereingabe in dieser Zone kann beispielsweise festgelegt werden, wie eng die Kurve sein soll, und wie schnell sie gefahren werden soll.According to this embodiment, the second zone can be divided into two and have a counterclockwise sweeping area to the left of the quiet zone and a clockwise sweeping area to the right of the quiet zone. These zones can be located directly after the quiet zone and can extend to the lateral edges of the input unit, whereby they can have a minimum width. The position of the user input in this zone can, for example, determine how tight the curve should be and how fast it should be driven.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst einen Rollstuhl mit einem Steuerungsinterface gemäß einer der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen.Another aspect of the invention comprises a wheelchair with a control interface according to one of the above-described embodiments.

Als Rollstuhl kann im Kontext der vorliegenden Erfindung aber auch jedes Fahrzeug gesehen werden, das selbstfahrend ist und von einem Benutzer über eine Eingabeeinheit gesteuert wird, die Benutzereingaben in einem zweidimensionalen Eingabefeld verarbeitet. Dabei ist die Lenkung und der Antrieb nicht notwendigerweise auf das separate Ansteuern von zwei Haupträdern beschränkt, auch jede beliebige Konfiguration von gelenkten und ungelenkten Rädern lässt sich mit einem erfindungsgemäßen Steuerungsinterface steuern.In the context of the present invention, however, a wheelchair can also be seen as any vehicle that is self-propelled and controlled by a user via an input unit that processes user inputs in a two-dimensional input field. The steering and the drive are not necessarily limited to the separate control of two main wheels, and any configuration of steered and unguided wheels can also be controlled with a control interface according to the invention.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines elektrisch angetriebenen Rollstuhls, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist. Ein erster Schritt umfasst das Bestimmen einer Position einer Benutzereingabe auf einer Eingabeeinheit eines Steuerungsinterfaces. Ein zweiter Schritt umfasst das Berechnen von einer Fahrtrichtung und einer Geschwindigkeit des Rollstuhls anhand der Benutzereingabe, z.B. durch eine Berechnungseinheit. Ein dritter Schritt umfasst das separate Ansteuern von zwei voneinander unabhängigen Haupträder des Rollstuhls entsprechend der errechneten Fahrtrichtung und Geschwindigkeit z.B. durch eine Steuerungseinheit. Ein vierter Schritt umfasst das Erzeugen eines ersten Signals bei einer Benutzereingabe in einer gesonderten, flächigen ersten Zone auf der Eingabeeinheit zum Veranlassen eines Stillstandes des Rollstuhls, und/oder das Erzeugen eines zweiten Signals bei einer Benutzereingabe in einer gesonderten, flächigen zweiten Zone auf der Eingabeeinheit zum Veranlassen von einem Wenden auf der Stelle des Rollstuhls.Another aspect of the invention comprises a method for controlling an electrically powered wheelchair, the method comprising the following steps. A first step comprises determining a position of a user input on an input unit of a control interface. A second step involves calculating a direction of travel and a speed of the wheelchair based on the user input, e.g. by a calculation unit. A third step involves separately controlling two independent main wheels of the wheelchair in accordance with the calculated direction of travel and speed, e.g. through a control unit. A fourth step comprises generating a first signal upon user input in a separate, flat first zone on the input unit for causing the wheelchair to come to a standstill, and / or generating a second signal on user input in a separate, flat second zone on the input unit to cause a turn on the wheelchair.

Die Steuerung des Rollstuhls erfolgt nach einem Verfahren, dass sich in Schritte gliedern lässt. Im ersten Schritt wird die Benutzereingabe auf einer Eingabeeinheit registriert. Es wird also gemessen, welchen Punkt auf dem Touchpad oder Touchscreen der Benutzer berührt, bzw. in welcher Position der Joystick gehalten wird. Im zweiten Schritt wird aus der registrierte Position entsprechend einer voreingespeicherten Zuordnung von einer Berechnungseinheit die gewünschte Fahrtrichtung und Geschwindigkeit berechnet. Im dritten Schritt werden die angetriebenen Haupträder des Rollstuhls von einer Steuerungseinheit derart angesteuert, dass ihre jeweiligen Rotationsgeschwindigkeiten zu einer Fahrt des Rollstuhls mit der entsprechenden Fahrtrichtung und Geschwindigkeit führen. Der vierte Schritt teilt sich auf in zwei Teilschritte, die nicht notwendigerweise aufeinander folgend ausgeführt werden müssen. Im ersten Teilschritt, der bei einer Benutzereingabe in der gesonderten ersten Zone der Eingabeeinheit ausgeführt wird, wird der Stillstand des Rollstuhls bewirkt. Im zweiten Teilschritt, der bei einer Benutzereingabe in der gesonderten zweiten Zone der Eingabeeinheit ausgeführt wird, wird ein Wenden des Rollstuhls auf der Stelle oder mit möglichst kleinen Kurvenradius bewirkt.The wheelchair is controlled using a process that can be broken down into steps. In the first step, the user input is registered on an input unit. It is therefore measured which point on the touchpad or touchscreen the user touches, or in which position the joystick is held. In the second step, the desired direction of travel and speed are calculated from the registered position in accordance with a pre-stored assignment by a calculation unit. In the third step, the driven main wheels of the wheelchair are controlled by a control unit in such a way that their respective rotational speeds lead to the wheelchair traveling with the corresponding direction and speed. The fourth step is divided into two sub-steps, which do not necessarily have to be carried out in succession. The wheelchair comes to a standstill in the first sub-step, which is carried out when a user enters the separate first zone of the input unit. In the second step, which is carried out when a user enters the separate second zone of the input unit, the wheelchair is turned on the spot or with the smallest possible curve radius.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf folgende Zeichnungen erklärt:

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerungs interfaces.
2 zeigt einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Steuerungsinterfaces zur Steuerung eines Rollstuhls.
3 zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung des Rollstuhls.

Further exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the following drawings:

1 shows an embodiment of a control interface according to the invention.
2nd shows a schematic structure of the control interface according to the invention for controlling a wheelchair.
3rd shows a block diagram of the method according to the invention for controlling the wheelchair.

Detaillierte Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuerungsinterfaces 100. Das Steuerungsinterface 100, das vorteilhafterweise quadratisch oder rechteckig ausgeführt ist, weist eine Eingabeeinheit 110 auf, die sich in mehrere Zonen gliedert, die für besondere Fahrsituationen geeignet sind. Eine Benutzereingabe in einer dieser Zonen führt zur Erzeugung eines entsprechenden Steuerungsbefehles. In der Mitte angeordnet ist eine erste Zone 101, die als Ruhezone definiert ist, und in der eine Benutzereingabe zum Stillstand des Rollstuhls führt. Daran anschließend befindet sich rechts und links eine zweite Zone 102, 103, die für ein Wenden auf der Stelle ausgeführt ist. Eine Benutzereingabe im rechten Teilbereich 102 der zweiten Zone führt zu einem Wenden des Rollstuhls auf der Stelle im Uhrzeigersinn, eine Benutzereingabe im linken Teilbereich 103 der zweiten Zone führt zu einem Wenden des Rollstuhls auf der Stelle gegen den Uhrzeigersinn. Von der ersten Zone 101 aus in Fahrtrichtung nach hinten zeigend schließt sich eine dritte Zone 104 an, in der eine Benutzereingabe zu einer geraden Rückwärtsfahrt des Rollstuhls führt. Von der ersten Zone 101 aus in Fahrtrichtung nach vorne zeigend schließt sich eine vierte Zone 105 an, in der eine Benutzereingabe zu einer geraden Vorwärtsfahrt des Rollstuhls führt. Ein nicht zu den vier genannten Zonen gehörende Bereich, aufgeteilt in vier Teilbereiche an den vier Ecken der Eingabeeinheit 110, bildet die Zone für normales Fahren 106. Eine Benutzereingabe in dieser Zone erzeugt je nach ihrer Position einen Steuerungsbefehl, der zu einem Fahren des Rollstuhls Vorwärts oder Rückwärts in einer mehr oder weniger starken Kurve führt. 1 shows an embodiment of a control interface according to the invention 100 . The control interface 100 , which is advantageously square or rectangular, has an input unit 110 on, which is divided into several zones that are suitable for special driving situations. A user input in one of these zones leads to the generation of a corresponding control command. A first zone is arranged in the middle 101 , which is defined as a rest zone and in which user input leads to the wheelchair coming to a standstill. Then there is a second zone on the right and left 102 , 103 which is designed for a turn on the spot. A user input in the right section 102 In the second zone, the wheelchair is turned clockwise on the spot, a user input in the left section 103 The second zone causes the wheelchair to turn counterclockwise on the spot. From the first zone 101 A third zone closes in the direction of travel 104 in which user input leads to a straight backward movement of the wheelchair. From the first zone 101 A fourth zone closes by pointing forward in the direction of travel 105 in which user input leads to a straight forward movement of the wheelchair. An area that does not belong to the four named zones, divided into four partial areas at the four corners of the input unit 110 , forms the zone for normal driving 106 . Depending on its position, user input in this zone generates a control command which leads the wheelchair to drive forwards or backwards in a more or less strong curve.

2 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steuerungsinterfaces 100 zur Steuerung eines Rollstuhls 140. Das Steuerungsinterface 100 umfasst eine Eingabeeinheit 110, eine Berechnungseinheit 120 und eine Steuerungseinheit 130. Die Eingabeeinheit 110 bestimmt eine Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit 110. Die Berechnungseinheit 120 berechnet anhand der Benutzereingabe Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Rollstuhls 140. Die Steuerungseinheit 130 steuert entsprechend der berechneten Fahrtrichtung und Geschwindigkeit die zwei voneinander unabhängigen Haupträder des Rollstuhls 140 separat an. 2nd shows a schematic structure of a control interface according to the invention 100 to control a wheelchair 140 . The control interface 100 comprises an input unit 110 , a calculation unit 120 and a control unit 130 . The input unit 110 determines a user input on the input unit 110 . The calculation unit 120 calculates the direction and speed of the wheelchair based on user input 140 . The control unit 130 controls the two independent main wheels of the wheelchair according to the calculated direction of travel and speed 140 separately.

3 zeigt ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Rollstuhls. Einem ersten Schritt S1 des Bestimmens einer Position einer Benutzereingabe auf der Eingabeeinheit 110 folgt ein zweiter Schritt S2 des Berechnens von einer Fahrtrichtung und einer Geschwindigkeit des Rollstuhls anhand der Benutzereingabe durch eine Berechnungseinheit 120. In einem dritten Schritt S3 folgt das separate Ansteuern von zwei voneinander unabhängigen Haupträdern des Rollstuhls entsprechend der errechneten Fahrtrichtung und Geschwindigkeit durch eine Steuerungseinheit 130. Darauf folgt wahlweise einer der Schritte S4a oder S4b. Im Schritt S4a wird bei einer Benutzereingabe in der ersten Zone 101 ein Signal zum Veranlassen eines Stillstandes des Rollstuhls erzeugt. Im Schritt S4b wird bei einer Benutzereingabe in der zweiten Zone 102, 103 ein Signal zum Veranlassen eines Wendens des Rollstuhls auf der Stelle erzeugt. 3rd shows a block diagram of the method according to the invention for controlling a wheelchair. A first step S1 determining a position of user input on the input device 110 a second step follows S2 calculating a direction of travel and a speed of the wheelchair based on the user input by a calculation unit 120 . In a third step S3 This is followed by the separate control of two independent main wheels of the wheelchair according to the calculated direction of travel and speed by a control unit 130 . This is optionally followed by one of the steps S4a or S4b . In step S4a when entering a user in the first zone 101 generates a signal to cause the wheelchair to stop. In step S4b when entering a user in the second zone 102 , 103 generates a signal to cause the wheelchair to turn on the spot.

Claims

Control interface (100) for controlling an electrically powered wheelchair, comprising an input unit (110) for determining a user input on the control interface, a calculation unit (120) for calculating a direction of travel and a speed of the wheelchair on the basis of a user input via the input unit (110), a control unit (130) which is designed for separately controlling two independent main wheels of the wheelchair on the basis a direction of travel and speed calculated by the calculation unit (120), wherein the input unit has a separate, flat first zone (101) which is designed to generate a signal for causing the wheelchair to stop when a user enters this first zone, and / or wherein the input unit has a separate, flat second zone (102, 103), which is designed to generate a signal to initiate a turn at the location of the wheelchair when a user enters this second zone.

Control interface (100) according to Claim 1 , wherein the input unit (110) has a separate, flat third zone (104), which is designed to generate a signal for initiating a backward travel of the wheelchair when a user enters this third zone.

Control interface (100) according to one of the Claims 1 or 2nd , wherein the input unit (110) has a separate, flat fourth zone (105) which is designed to generate a signal for initiating a forward movement of the wheelchair when a user enters this fourth zone.

Control interface (100) according to one of the Claims 2 and / or 3, the third zone (104) and / or the fourth zone (105) on the input unit (110) each having a minimum width, wherein a change in the position of the user input within the minimum width of these zones does not change the direction of travel of the wheelchair.

Control interface (100) according to one of the preceding claims, wherein the control interface is designed to generate a signal for initiating a speed of the wheelchair when a user inputs on the input unit (110), the induced speed in a predefined relationship to a distance of a position of the user input from an edge of the first zone (101).

Control interface (100) according to one of the preceding claims, wherein the control interface is designed to generate a signal for initiating a direction of travel of the wheelchair upon user input on the input unit (110), the induced direction of travel being predefined in relation to a distance from a position of the user input from an edge of the third zone (104) or fourth zone (105).

Control interface (100) according to one of the preceding claims, wherein the first zone (101) is arranged centrally on the input unit (110).

Control interface (100) according to one of the preceding claims, wherein the second zone (102, 103) comprises two zones arranged to the right and left of the first zone (101), which zones extend from the first zone to an outer edge of the input unit (110) extend and have a minimum width.

Wheelchair with a control interface (100) according to one of the preceding claims.

Method for controlling an electrically powered wheelchair, the method comprising the steps, - Determining a position of a user input on an input unit (110) of a control interface (100) (S1), - calculating a direction of travel and a speed of the wheelchair based on the user input (S2), - separate control of two independent main wheels of the wheelchair according to the calculated direction and speed (S3), - Generating a first signal upon user input in a separate, flat first zone (101) on the input unit for causing the wheelchair to stop (S4a), and / or - Generating a second signal upon user input in a separate, flat second zone (102, 103) on the input unit for causing a turn on the wheelchair (S4b).