基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制系统及方法，通过肌电信号采集模块采集眼部肌电信号，对肌电信号进行特征选择，根据眨眼时肌电特征变化差异进行眼部动作识别实现对有意识眨眼的准确判断，通过多种有意识眨眼方式组合实现对轮椅方向的精确控制，模糊控制器部分以信号肌电积分值和信号斜率作为输入，智能轮椅行驶速度作为输出，建立两输入单输出的二维结构模糊控制器，实现对轮椅行驶速度的精确控制。本方案多样化，操作方式简便、快捷、易于学习，充分考虑到老年人以及残障人士在控制方式上的特殊需要，避免了传统控制方式操作不灵活、用户反映迟钝等导致的智能轮椅系统的控制问题，非常适应老龄人以及残障人士的现实需求。

【技术实现步骤摘要】
基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制系统及方法
本专利技术属于智能轮椅人机交互控制
，具体涉及到一种基于眼部动作识别的助老助残智能轮椅人机交互控制系统及方法。
技术介绍
随着现代智能系统科技的迅速发展，保障与提高老年人以及残障人士的生活质量，辅助残障人士的康复治疗，越来越受到社会各界人士的关注。智能轮椅的研究已经有了30多年的历史，制造水平、机械技术和框架结构已经达到了不错的水平，但是在控制方法和控制系统上，针对于不同人群的不同需求，还有很大的空间可以去研究和开发。在智能轮椅的控制上，已经出现了头姿识别控制，手势识别控制等新型的控制方法，但在面对一些脑卒中症状严重的患者时，头姿识别、手势识别等控制方法仍不足以满足患者的实际需求，而基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制方法在一定程度上能弥补这一方面研究的空白。在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最关键因素，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而由于大脑对眼部肌电信号控制的无法足够精确，使用传统控制方法控制时，很难正确描述控制系统的动态，控制效果不够理想，所以我们采用模糊控制的理论来实现系本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制系统，其特征在于，由眼部肌电采集模块、特征选择、眼部动作识别、模糊控制器和运动驱动部分组成；眼部肌电采集模块实时采集用户肌电信号并发送至单片机，在单片机中完成眼部动作识别并通过模糊控制器实现模糊控制，最后将模糊控制得到的运动控制命令输入到运动驱动部分实现轮椅运动控制；该控制方法的控制模式为：眼部肌电信号采集模块首先采集眼部运动时的肌电信号，通过眼电信号识别和处理方法得到需要的眼电信号进行特征提取并制定相应的控制策略；使用时，单片机根据肌电模块实时采集到的肌电信号进行眼部动作识别，根据眼部动作识别结果得到相应的的方向控制命令；模糊控制器采用单片机软件方法设计...

【技术特征摘要】
1.基于眼部动作识别的智能轮椅人机交互控制系统，其特征在于，由眼部肌电采集模块、特征选择、眼部动作识别、模糊控制器和运动驱动部分组成；眼部肌电采集模块实时采集用户肌电信号并发送至单片机，在单片机中完成眼部动作识别并通过模糊控制器实现模糊控制，最后将模糊控制得到的运动控制命令输入到运动驱动部分实现轮椅运动控制；该控制方法的控制模式为：眼部肌电信号采集模块首先采集眼部运动时的肌电信号，通过眼电信号识别和处理方法得到需要的眼电信号进行特征提取并制定相应的控制策略；使用时，单片机根据肌电模块实时采集到的肌电信号进行眼部动作识别，根据眼部动作识别结果得到相应的的方向控制命令；模糊控制器采用单片机软件方法设计，由知识库、推理机制、模糊化模块与去模糊化模块等四个部分组成，通过单片机离线实时查表控制；模糊控制器根据眼部肌电信号特征执行模糊推理得到相应的速度控制命令，由单片机输出给运动执行单元，进而对轮椅进行直接运动控制。2.如权利要求1所述控制系统的方法，其特征在于，所述眼部肌电信号处理与识别方法包括以下步骤:步骤1)，设计眼部肌电信号采集模块采集眼部肌电信号；步骤2)，对眼部肌电信号进行特征选择；步骤3)，根据眼部肌电信号特征进行眼部动作识别与智能轮椅方向分类控制；步骤4)，根据眼部肌电信号特征进行模糊推理，实现智能轮椅速度模糊控制，并输出给运动执行单元。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1)中，利用三个贴片电极对目标采集差分眼电信号；用放大器对所采集的眼电信号进行放大；采用带通滤波器对眼电信号进行滤波；最后经过主放大器放大后输...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，黄国健，徐国政，朱博，王强，陈盛，谭彩铭，梁志伟，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32