一种图像识别方法控制的智能轮椅技术

本发明专利技术属于医疗设备技术领域，涉及一种图像识别方法控制的智能轮椅,包括主框架、设置在主框架下方的二个驱动轮和一个转向轮形成倒三轮结构，驱动轮和转向轮均设置有轮罩壳;所述的主框架包括竖向设置的靠背框架、水平设置的底座框架和坐垫框架、前端设置的踏脚框架和便盆框架、两侧设置的调速框架,本发明专利技术的机械结构可多维调节，使用者可根据自身的舒适度调节整个轮椅坐、立、站姿态，通过前后双镜头摄像机和前后激光测距传感器检测周围的环境信息，并将该环境信息发送至微型计算机，微型计算机进行图像识别智能控制，在手动操作或语音操作模式下，具有自动避障和越障功能，保证使用者的舒适性，提高了智能轮椅的实用性。

An intelligent wheelchair controlled by image recognition method

The invention belongs to the technical field of medical equipment, and relates to an intelligent wheelchair controlled by an image recognition method, which comprises a main frame, two driving wheels and a steering wheel arranged under the main frame to form an inverted three-wheel structure, both of which are provided with wheel housings; the main frame comprises a backrest frame arranged vertically, a base frame and a cushion frame arranged horizontally, and a front end The mechanical structure of the invention can be multi-dimensional adjusted. The user can adjust the sitting, standing and standing posture of the whole wheelchair according to his own comfort. The environmental information of the circumference is detected by the front and rear dual lens cameras and the front and rear laser ranging sensors, and sent to the microcomputer for image Recognition intelligent control, in manual operation or voice operation mode, has the function of automatic obstacle avoidance and obstacle surmounting to ensure the user's comfort and improve the practicability of intelligent wheelchair.

【技术实现步骤摘要】
一种图像识别方法控制的智能轮椅
本专利技术涉及一种图像识别方法控制的智能轮椅。
技术介绍
社会在发展，时代在进步，生活条件和医疗条件的改善必然使得我国老龄化现象进一步加剧。据统计，我国现有60岁以上老年人已超过两亿人。伴随着工业化的发展，环境污染、交通紧张等问题也越发突出，其对人类生活的直接后果就是意外事故频发，据统计，我国的残疾人口每年以七十至八十万的速度增长，到目前为止，残疾人口已超过8500万人,智能轮椅对于残疾人、老年人而言，它不仅仅是一个能代替自己行动的工具和产品，更是一种自尊、独立和自由的象征。家中有人中风了、生病了，家人短期伺候照料是可行的，但随着时间的延长，耐心也在相应消耗，如何解决这些在我们生活中很常见的两难问题，在超市里，货架太高老年人够不着怎么办，还有一些老人，他们除了腿脚不方便，其他都可以自理，他们渴望像正常人一样独立自由地出去走一走。智能轮椅作为老年人和残疾人的福星，就很好地规避了这些问题。但是现有的轮椅仅能使患者在平缓的地面上进行移动，而在实际生活中，患者有时需要进行改变轮椅的姿态，由于轮椅本身结构的局限性，使患者无法进行座姿以外的姿势,从而导致轮椅的实用性下降，难以很好的满足使用者更好的使用需求和安全需求，给使用者的使用带来不便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种图像识别方法控制的智能轮椅。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种图像识别方法控制的智能轮椅，包括主框架、设置在主框架下方的二个驱动轮和一个转向轮形成倒三轮结构，驱动轮和转向轮均设置有轮罩壳;所述的主框架包括竖向设置的靠背框架、水平设置的底座框架和坐垫框架、前端设置的踏脚框架和便盆框架、两侧设置的调速框架；所述的靠背框架上设置有扶手围栏、雨篷围栏、雨篷支杆、可调腋托、海绵靠背、海绵头靠、罩型储物箱和翻转机构;所述的雨篷支杆上设置有防雨面料；所述的翻转机构内设置有雨蓬电机、扶手电机、第一蜗轮箱和第二蜗轮箱，靠背框架通过连接杆一与坐垫框架连接；所述的坐垫框架上设置有海绵座面,所述的海绵座面和海绵靠背设置有通风系统、加热系统和按摩系统，坐垫框架通过连接杆二与底座框架连接,站立电动推杆伸缩可调节底座框架及坐垫框架的角度,使坐姿变成站立;所述的踏脚框架两侧通过连接杆二与坐垫框架连接，踏脚框架中部通过前后推拉杆与靠背框架下端连接,平躺电动推杆伸缩可调节靠背框架及踏脚框架的角度,使坐姿变成平躺;所述的便盆框架通过折叠上翻锁定装置与底座框架连接,手动上翻可锁定为水平位置,便盆框架上设置有便盆盖坐圈,平躺时作为腿托使用,便盆框架内设置有折叠便盆,在折叠便盆内手动放置垃圾袋即可完成如厕;所述的驱动轮内设置有倒立摆系统,在微型计算机的控制下，通过电容触摸屏及微型计算机对系统各种状态参数的实时分析，使系统在水平方向或垂直方向上的位移和角度(角速度)的偏移量控制在允许的范围以内，从而使系统保持平衡,驱动轮连接在调速框架前端,所述的调速框架还可以加装所需的扩展功能及装置（如自动上下楼梯的爬楼装置等）；所述的调速电动推杆控制驱动轮角度平衡,实现驱动轮的转向及转速实时变化，调速电动推杆与摇杆控制器电连接;所述的扶手围栏上设置有电容触摸屏及微型计算机、摇杆控制器、前大灯、前转向灯、前摄像机、前激光测距传感器、行车记录仪、后转向灯、手机支架、手机充电口、后视镜、后尾灯、后摄像机和后激光测距传感器，扶手围栏内还设置有锂电池组、报警器、控制电路板、喇叭、避障装置、位置传感器、语音控制模块、通讯装置和健康检测装置；所述的海绵座面和海绵靠背设置有通风系统、加热系统和按摩系统。作为优选，为了减轻轮椅的重量，所述的主框架为铝合金材质；所述的驱动轮电机为14英寸以上轮毂电机；所述的转向轮为万向轮。作为优选，为了方便患者进行轮椅的相关操作，所述的扶手围栏上设有钥匙电源开关和指纹触摸屏电源开关；所述的智能轮椅还包括报警器，所述的报警器与控制电路板电性连接，在所述的控制电路板生成报警信息后，所述的报警器产生报警音。作为优选，为了方便患者进行轮椅的转向操作，所述的摇杆控制器上设有转向灯按钮开关;为了保证轮椅的安全性能和保持轮胎清洁，所述的底座框架两侧分别设有侧面罩壳；所述的驱动轮和转向轮上设有清洁毛刷。作为优选,所述的智能轮椅还包括与电容触摸屏及微型计算机电性连接的语音控制模块、控制电路板、前摄像机、前激光测距传感器、避障装置、位置传感器、后摄像机和后激光测距传感器,检测周围的环境信息，并将该环境信息发送至微型计算机，所述的微型计算机将该环境信息发送至电容触摸屏进行显示；所述的前摄像机和后摄像机为双镜头摄像机,将实时路况环境信息在所述的微型计算机运算出到达障碍物或目标的距离的位移量以及激光测距传感器对图像处理后轮椅需要运行的转向角度，经过控制电路板信息处理之后，将轮椅到目标的转向角度和位移量转变为左右驱动轮需要的转速与角度；所述的微型计算机为树莓派计算机。作为优选,轮椅架承载用户后，健康检测装置检测用户的身体机能参数，并将该身体机能参数发送至微型计算机；所述的身体机能参数包括脉搏参数、血压参数、体温参数或心电参数。微型计算机将该身体机能参数与预设阈值进行比较，若超出该区间范围，则证明用户处于身体恶化的状态，若超出该区间范围的数值过多，如，脉搏参数为零，也即脉搏停止跳动，证明用户处于危险之中。微型计算机生成报警信息通过通讯装置发送至相应的医疗服务中心和用户特定的亲属，使得用户得到及时的救助。作为优选,该智能轮椅有多种工作模式：(1)状态调整模式，处于该状态时，其他模式的控制键不起作用，锁定驱动轮，用户可调节座椅的高度，平躺休息、如厕及站立训练;(2)人工行驶模式，其他模式按键不起作用，只有摇杆控制器起作用，在使用者的控制下行驶，避障系统检测到障碍物时，进行相应的报警，如障碍物较小则给出警示，并启动越障控制，结合使用者的控制越过障碍；如障碍物较大(包括凹坑)时，则发出严重警告，并将驱动速度降为最低，根据使用者的控制行驶;(3)语音控制模式，只有急停按钮作用，其他模式按键不起作用；智能轮椅内部设定运动轨迹、速度、定时等程序，智能轮椅按设定语音指令程序自行运行。行驶中如遇障碍物较小时启动越障控制，自行越过障碍物；如障碍物较大(包括凹坑)时，则启动避障控制，绕开障碍物行驶;(4)遥控控制模式，使用遥控器在室内近距离操作，智能轮椅按设定遥控指令程序自行运行，方便卧床患者使用。作为优选,该智能轮椅的其他功能有：(1)在电容触摸屏及微型计算机上安装健康讲座的APP及视频和歌曲,所述的喇叭可调节音量大小；(2)在电容触摸屏及微型计算机上安装定时功能的APP，如提示几点吃药，运动等；(3)在电容触摸屏及微型计算机上安装定位功能的位置传感器和通讯装置并与手机APP联网，便于家人实时了解轮椅及使用者所在的位置；(4)在电容触摸屏及微型计算机上安装实时的状态检测功能的APP，便于用户了解智能轮椅的完好状态及蓄电量等指标，以便合理安排行程。本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像识别方法控制的智能轮椅，其特征在于，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种图像识别方法控制的智能轮椅，包括主框架、设置在主框架下方的二个驱动轮和一个转向轮形成倒三轮结构, 驱动轮和转向轮均设置有轮罩壳;所述的主框架包括竖向设置的靠背框架、水平设置的底座框架和坐垫框架、前端设置的踏脚框架和便盆框架、两侧设置的调速框架；所述的靠背框架上设置有 扶手围栏、雨篷围栏、雨篷支杆、可调腋托、海绵靠背、 海绵头靠、 罩型储物箱和翻转机构;所述的雨篷支杆上设置有防雨面料；所述的翻转机构内设置有雨蓬电机、扶手电机、 第一蜗轮箱和第二蜗轮箱，靠背框架通过连接杆一与坐垫框架连接；所述的坐垫框架上设置有海绵座面,所述的海绵座面和海绵靠背设置有通风系统、加热系统和按摩系统，坐垫框架通过连接杆二与底座框架连接,站立电动推杆伸缩可调节底座框架及坐垫框架的角度,使坐姿变成站立;所述的踏脚框架两侧通过连接杆二与坐垫框架连接，踏脚框架中部通过前后推拉杆与靠背框架下端连接, 平躺电动推杆伸缩可调节靠背框架及踏脚框架的角度,使坐姿变成平躺;所述的便盆框架通过折叠上翻锁定装置与底座框架连接,手动上翻可锁定为水平位置,便盆框架上设置有便盆盖坐圈,平躺时作为腿托使用,便盆框架内设置有折叠便盆,在折叠便盆内手动放置垃圾袋即可完成如厕;所述的驱动轮内设置有倒立摆系统,在微型计算机的控制下，通过电容触摸屏及微型计算机对系统各种状态参数的实时分析，使系统在水平方向或垂直方向上的位移和角度(角速度)的偏移量控制在允许的范围以内，从而使系统保持平衡,驱动轮连接在调速框架前端,所述的调速框架还可以加装所需的扩展功能及装置（如自动上下楼梯的爬楼装置等），所述的调速电动推杆控制驱动轮角度平衡,实现驱动轮的转向及转速实时变化，调速电动推杆与摇杆控制器电连接;所述的扶手围栏上设置有电容触摸屏及微型计算机、摇杆控制器、前大灯、前转向灯、前摄像机、 前激光测距传感器、行车记录仪、后转向灯、 手机支架、手机充电口、后视镜、后尾灯、后摄像机和后激光测距传感器，扶手围栏内还设置有 锂电池组、报警器、 控制电路板、 喇叭、避障装置、位置传感器、语音控制模块、 通讯装置和健康检测装置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种图像识别方法控制的智能轮椅，其特征在于，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种图像识别方法控制的智能轮椅，包括主框架、设置在主框架下方的二个驱动轮和一个转向轮形成倒三轮结构,驱动轮和转向轮均设置有轮罩壳;所述的主框架包括竖向设置的靠背框架、水平设置的底座框架和坐垫框架、前端设置的踏脚框架和便盆框架、两侧设置的调速框架；所述的靠背框架上设置有扶手围栏、雨篷围栏、雨篷支杆、可调腋托、海绵靠背、海绵头靠、罩型储物箱和翻转机构;所述的雨篷支杆上设置有防雨面料；所述的翻转机构内设置有雨蓬电机、扶手电机、第一蜗轮箱和第二蜗轮箱，靠背框架通过连接杆一与坐垫框架连接；所述的坐垫框架上设置有海绵座面,所述的海绵座面和海绵靠背设置有通风系统、加热系统和按摩系统，坐垫框架通过连接杆二与底座框架连接,站立电动推杆伸缩可调节底座框架及坐垫框架的角度,使坐姿变成站立;所述的踏脚框架两侧通过连接杆二与坐垫框架连接，踏脚框架中部通过前后推拉杆与靠背框架下端连接,平躺电动推杆伸缩可调节靠背框架及踏脚框架的角度,使坐姿变成平躺;所述的便盆框架通过折叠上翻锁定装置与底座框架连接,手动上翻可锁定为水平位置,便盆框架上设置有便盆盖坐圈,平躺时作为腿托使用,便盆框架内设置有折叠便盆,在折叠便盆内手动放置垃圾袋即可完成如厕;所述的驱动轮内设置有倒立摆系统,在微型计算机的控制下，通过电容触摸屏及微型计算机对系统各种状态参数的实时分析，使系统在水平方向或垂直方向上的位移和角度(角速度)的偏移量控制在允许的范围以内，从而使系统保持平衡,驱动轮连接在调速框架前端,所述的调速框架还可以加装所需的扩展功能及装置（如自动上下楼梯的爬楼装置等），所述的调速电动推杆控制驱动轮角度平衡,实现驱动轮的转向及转速实时变化，调速电动推杆与摇杆控制器电连接;所述的扶手围栏上设置有电容触摸屏及微型计算机、摇杆控制器、前大灯、前转向灯、前摄像机、前激光测距传感器、行车记录仪、后转向灯、手机支架、手机充电口、后视镜、后尾灯、后摄像机和后激光测距传感器，扶手围栏内还设置有锂电池组、报警器、控制电路板、喇叭、避障装置、位置传感器、语音控制模块、通讯装置和健康检测装置。


2.如权利要求1所述的一种图像识别方法控制的智能轮椅，其特征在于，所述的主框架为铝合金材质；所述的驱动轮电机为14英寸以上轮毂电机；所述的转向轮为万向轮。


3.如权利要求1所述的一种图像识别方法控制的智能轮椅，其特征在于，所述的扶手围栏上设有钥匙电源开关和指纹触摸屏电源开关；所述的智能轮椅还包括报警器，所述的报警器与控制电路板电性连接，在所述的控制电路板生成报警信息后，所述的报警器产生报警音。


4.如权利要求1所述的一种图像识别方法控制的智能轮椅，其特征在于，所述的摇杆控制器上设有转向灯按钮开关;所述的底座框架两侧分别设有侧面罩壳；所述的驱动轮和转向轮上设有清洁毛刷。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博，吴茂念，金亚东，
申请(专利权)人：常州兰迪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32