一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，所述系统包括轮椅、驱动装置和人机互动装置，所述人机互动装包括设置在屏幕上的摄像头以及设置在屏幕内的控制器，所述驱动装置包括与背靠相连接的坐姿调整驱动装置、与踏板相连接的踏板调整驱动装置以及与驱动轮相连接的行进调整驱动装置，所述坐姿调整驱动装置包括坐姿调整控制电机，所述踏板调整驱动装置包括踏板调整控制电机，所述行进调整驱动装置包括驱动轮控制电机，所述坐姿调整控制电机、踏板调整控制电机和驱动轮控制电机均与控制器信号连接，该结构可通过眼睛独立控制轮椅行走，并将各种控制功能集成在屏幕中，方便快捷，极大的提高了病人的生活质量。

An automatic walking wheelchair system based on eyeball driving control

【技术实现步骤摘要】
一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统
本专利技术涉及图像处理以及控制领域，具体为一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统。
技术介绍
随着老龄化的加重，老年人数量的增加，瘫痪和长期瘫痪的病人数量相应增加。由于某些疾病导致的四肢瘫痪的病人大多只能躺在床上治疗，即使坐着轮椅出门，也需要有人协助推行，这无疑增加了身边子女或是照顾者的负担。同时，当病人的照顾者不在身边时，病人无法独立出行，这给四肢瘫痪的病人的生活带来了极大的束缚。随着科技的发展，现如今已有用手来控制轮椅自动行走装置，病人可以通过双手对轮椅发送指令使之完成相应的功能，但对于手脚四肢都瘫痪的病人来说还是无法实现坐轮椅独立出行。
技术实现思路
为克服上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提供一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统可有效解决现四肢瘫痪的病人的出行问题，只需用眼睛来控制轮椅的自动行走，操作简易便捷。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，所述系统包括轮椅、驱动装置和人机互动装置，所述轮椅包括轮椅骨架、设置在轮椅骨架两侧的驱动轮和从动轮以及设置在轮椅骨架上的背靠，所述背靠下侧连接有踏板，所述背靠两侧设有扶手，所述扶手上固定有屏幕支架，所述屏幕支架上固定有屏幕，所述屏幕内设有人机互动装置，所述人机互动装包括设置在屏幕上的摄像头以及设置在屏幕内的控制器，所述驱动装置包括与背靠相连接的坐姿调整驱动装置、与踏板相连接的踏板调整驱动装置以及与驱动轮相连接的行进调整驱动装置，所述坐姿调整驱动装置包括坐姿调整控制电机，所述踏板调整驱动装置包括踏板调整控制电机，所述行进调整驱动装置包括驱动轮控制电机，所述坐姿调整控制电机、踏板调整控制电机和驱动轮控制电机均与控制器信号连接。优选的，所述屏幕通过支架安装在扶手上，并可通过支架翻转，且所述屏幕不使用时，可收在扶手侧面。优选的，所述屏幕显示包括前进、后退、左转、右转、踏板调节以及坐姿调节的功能区域。优选的，所述摄像头采集病人人脸图像，所述控制器检测用户眼部特征参数，计算病人注视屏幕的坐标点。优选的，所述病人注视功能区域，所述控制器向相应的电机发出信号，所述电机完成相应指令，所述病人可通过注视停止按钮或移开视线以结束相应动作。优选的，所述病人进行坐姿调整，病人注视屏幕坐姿调整区域，控制器捕捉到病人发出的指令，屏幕进入坐姿调整主界面，控制器向坐姿调整控制电机发送信号完成对应的指令。优选的，所述病人进行踏板的调节，病人注视屏幕踏板调整区域，控制器捕捉到用户发出的指令，屏幕进入踏板调整界面，控制器向踏板调整控制电机发送信号完成对应的指令。优选的，所述踏板调整功能分为踏板上下移动与前后转动，分别满足病人不同长度的腿部特征以及用户腿的摆放方式。优选的，所述病人进行进控制，病人注视屏幕的前进、后退、左转和右转控制区域，控制器捕捉到用户发出的指令，屏幕进入踏板调整界面，控制器向踏板调整控制电机发送信号完成对应的指令。优选的，所述系统在行进控制时，病人移开视线之后，系统默认用户执行匀速前进操作。优选的，所述屏幕在进入相应功能区域时，所述屏幕显示进度条，所述病人直视进度条进行调速，所述病人视线往右偏时，加快执行速度，所述病人视线往左偏时，减慢执行速度。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，对于四肢瘫痪以及腿部瘫痪的病人，在缺少护理人员之时，可通过眼睛独立控制轮椅行走，并将各种控制功能集成在屏幕中，方便快捷，极大的提高了病人的生活质量。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的原理示意图。图中：101—屏幕；102—屏幕支架；103—踏板；104—踏板调整驱动装置；105—轮椅骨架；106—背靠；107—坐姿调整驱动装置；108—扶手；109—行进调整驱动装置；110—驱动轮；111—从动轮；201—病人；202—摄像头；203—控制器；204—驱动轮控制电机；205—坐姿调整控制电机；206—踏板调整控制电机。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，所述系统包括轮椅、驱动装置和人机互动装置，所述轮椅包括轮椅骨架105、设置在轮椅骨架105两侧的驱动轮110和从动轮111以及设置在轮椅骨架105上的背靠106，所述背靠106下侧连接有踏板103，所述背靠106两侧设有扶手108，所述扶手108上固定有屏幕支架102，所述屏幕支架102上固定有屏幕101，所述屏幕101内设有人机互动装置，所述人机互动装包括设置在屏幕101上的摄像头202以及设置在屏幕101内的控制器203，所述驱动装置包括与背靠106相连接的坐姿调整驱动装置107、与踏板103相连接的踏板调整驱动装置104以及与驱动轮110相连接的行进调整驱动装置109，所述坐姿调整驱动装置107包括坐姿调整控制电机205，所述踏板调整驱动装置104包括踏板调整控制电机206，所述行进调整驱动装置109包括驱动轮控制电机204，所述坐姿调整控制电机205、踏板调整控制电机206和驱动轮控制电机204均与控制器203信号连接。所述屏幕101通过屏幕支架102安装在扶手108上，并可通过屏幕支架102翻转，且所述屏幕101不使用时，可收在扶手108侧面。所述屏幕101显示包括前进、后退、左转、右转、踏板103调节以及坐姿调节的功能区域。所述摄像头202采集病人201人脸图像，所述控制器203检测用户眼部特征参数，计算病人201注视屏幕101的坐标点，所述病人201注视功能区域，所述控制器203向相应的电机发出信号，所述电机完成相应指令，所述病人201可通过注视停止按钮或移开视线以结束相应动作。所述病人201进行坐姿调整，病人201注视屏幕101坐姿调整区域，控制器203捕捉到病人201发出的指令，屏幕101进入坐姿调整主界面，控制器203向坐姿调整控制电机205发送信号完成对应的指令。所述病人201进行踏板103的调节，病人201注视屏幕101踏板103调整区域，控制器203捕捉到用户发出的指令，屏幕101进入踏板103调整界面，控制器203向踏板调整控制电机206发送信号完成对应的指令，所述踏板103调整功能分为踏板103上下移动与前后转动，分别满足病人201不同长度的腿部特征以及用户腿的摆放方式。所述病人201进行进控制，病人201注视屏幕101的前进、后退、左转和右转控制区域，控制器203捕捉到用户发出的指令，屏幕101进入踏板103调整界面，控制器203向踏板调整控制电机206发送信号完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述系统包括轮椅、驱动装置和人机互动装置，所述轮椅包括轮椅骨架、设置在轮椅骨架两侧的驱动轮和从动轮以及设置在轮椅骨架上的背靠，所述背靠下侧连接有踏板，所述背靠两侧设有扶手，所述扶手上固定有屏幕支架，所述屏幕支架上固定有屏幕，所述屏幕内设有人机互动装置，所述人机互动装包括设置在屏幕上的摄像头以及设置在屏幕内的控制器，所述驱动装置包括与背靠相连接的坐姿调整驱动装置、与踏板相连接的踏板调整驱动装置以及与驱动轮相连接的行进调整驱动装置，所述坐姿调整驱动装置包括坐姿调整控制电机，所述踏板调整驱动装置包括踏板调整控制电机，所述行进调整驱动装置包括驱动轮控制电机，所述坐姿调整控制电机、踏板调整控制电机和驱动轮控制电机均与控制器信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述系统包括轮椅、驱动装置和人机互动装置，所述轮椅包括轮椅骨架、设置在轮椅骨架两侧的驱动轮和从动轮以及设置在轮椅骨架上的背靠，所述背靠下侧连接有踏板，所述背靠两侧设有扶手，所述扶手上固定有屏幕支架，所述屏幕支架上固定有屏幕，所述屏幕内设有人机互动装置，所述人机互动装包括设置在屏幕上的摄像头以及设置在屏幕内的控制器，所述驱动装置包括与背靠相连接的坐姿调整驱动装置、与踏板相连接的踏板调整驱动装置以及与驱动轮相连接的行进调整驱动装置，所述坐姿调整驱动装置包括坐姿调整控制电机，所述踏板调整驱动装置包括踏板调整控制电机，所述行进调整驱动装置包括驱动轮控制电机，所述坐姿调整控制电机、踏板调整控制电机和驱动轮控制电机均与控制器信号连接。


2.根据权利要求1所述的基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述屏幕通过支架安装在扶手上，并可通过支架翻转，且所述屏幕不使用时，可收在扶手侧面。


3.根据权利要求2所述的基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述屏幕显示包括前进、后退、左转、右转、踏板调节以及坐姿调节的功能区域。


4.根据权利要求3所述的基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述摄像头采集病人人脸图像，所述控制器检测用户眼部特征参数，计算病人注视屏幕的坐标点。


5.根据权利要求4所述的基于眼球驱动控制的自动行走轮椅系统，其特征在于，所述病人注视功能区域，所述控制器向相应的电机发出信号，所述电机完成相应指令，所述病人可...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆永华，王旦，叶志斌，朱华煜，柴众，查安飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京航空航天大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32