一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及智能輪椅的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪椅作為老年人和殘疾人群體的基本代步工具，為幫助他們提高生活質(zhì)量、更好地融入社會發(fā)揮了重要的作用。由于手動輪椅操作不便，有被電動輪椅取代的趨勢。電動輪椅帶有驅(qū)動裝置，使用者只需控制操縱桿，即可實現(xiàn)輪椅的前進、后退及左右轉(zhuǎn)彎。
[0003]但是電動輪椅也存在諸多缺陷，例如，如果使用者由于各種問題操縱錯操作桿，那么電動輪椅很可能會發(fā)生碰撞，這將對使用者造成一定的傷害；當(dāng)陪伴者攙起坐在輪椅上的行動不便人士散步時，輪椅的安置問題勢必會給陪伴著帶來不便。
[0004]所以為了給行動不便人士的生活提供更多的便利，開發(fā)一種使用更加安全、穩(wěn)定、方便的新型智能輪椅尤為重要，全自主跟蹤功能作為智能輪椅的重要標志，它的實現(xiàn)必將極大提高智能輪椅的使用價值，給老年人等帶來更多便利，所以開發(fā)一種用于智能輪椅的性能穩(wěn)定可靠的自主跟蹤系統(tǒng)被提上日程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于智能輪椅的基于紅外通信、紅外和超聲波傳感器的自主跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使輪椅自主、穩(wěn)定且準確地跟蹤輪椅使用者，且與使用者保持一定距離，操作簡單，使用方便。
[0006]本實用新型提供一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，包括一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊、主控制器、電機驅(qū)動模塊、直流電機和輪椅。所述的一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊通過導(dǎo)線與主控制模塊連接，一級(或二級)跟蹤模塊和超聲波傳感器將采集到的位置信號傳送給主控制器，主控制器完成數(shù)據(jù)處理并給電機驅(qū)動模塊提供正確的控制信號驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動整個輪椅的運動。
[0007]所述一級跟蹤模塊主要由兩個紅外通信模塊和遙控器組成，遙控器是紅外通訊的控制開關(guān)，由輪椅使用者持有。紅外通信模塊負責(zé)采集被跟蹤人體的位置信息并傳送給主控制器，分別對稱安置在輪椅的左右兩側(cè)，一級跟蹤可準確鎖定跟蹤目標，防止錯跟現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0008]所述的二級跟蹤模塊由兩個人體熱紅外傳感器組成，對稱安置在輪椅的左右兩偵U，人體熱紅外傳感器可以檢測到一定角度范圍內(nèi)人體的存在，檢測角度和范圍是可調(diào)的，依實際情況而定。當(dāng)一級跟蹤失效(遙控器偏離輪椅正中心超過一定角度，兩個紅外通信模塊均未接收到遙控器發(fā)射的信號)時，二級跟蹤會自動開啟。
[0009]所述的超聲波傳感器用于在智能輪椅連續(xù)自主跟蹤人體的過程中，測定輪椅與人體之間的距離，確保兩者之間保持一定距離，它安裝在輪椅的正中間位置。
[0010]所述的輪椅包含兩個萬向前輪和兩個驅(qū)動后輪，采用雙輪差速的移動方式。
[0011]有益效果:
[0012]本實用新型提供了一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，將一級紅外通信跟蹤技術(shù)、超聲波傳感技術(shù)、二級人體熱紅外跟蹤技術(shù)緊密結(jié)合，不僅能準確發(fā)現(xiàn)跟蹤目標，防止跟錯人現(xiàn)象的發(fā)生，還可以提高跟蹤的穩(wěn)定性和連續(xù)性，防止輪椅由于通信信號接受無效而停滯不前現(xiàn)象的發(fā)生。整個系統(tǒng)簡單實用，耗費成本底，易于推廣。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型系統(tǒng)原理方框圖。
[0014]圖2為智能輪椅自主跟蹤全過程流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的技術(shù)方案和達成效果易于理解，現(xiàn)結(jié)合附圖做進一步闡述。
[0016]如圖1所示，一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，包括一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊、主控制器、電機驅(qū)動模塊(左和右)、直流電機(左和右)和輪椅。一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊通過導(dǎo)線與主控制器連接，主控制器與左右兩個電機驅(qū)動模塊分別相連，同時，兩個電機驅(qū)動模塊相互獨立，電機驅(qū)動模塊左(或右)與直流電機左(或右)相連，電機驅(qū)動模塊接收主控制器發(fā)送的控制信號驅(qū)動直流電機轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動整個輪椅的運動。
[0017]—級跟蹤模塊主要由兩個紅外通信模塊和遙控器組成，兩個紅外通信模塊分別對稱安置在輪椅的左右兩側(cè)，負責(zé)采集被跟蹤人體的位置信息并傳送給主控制器，遙控器是紅外通訊的控制開關(guān)，由輪椅使用者持有。一級跟蹤可準確鎖定跟蹤目標，防止錯跟現(xiàn)象的出現(xiàn)。超聲波傳感器主用于在智能輪椅連續(xù)自主跟蹤人體的過程中，測定輪椅與人體之間的距離，確保兩者之間保持一定距離，它安裝在輪椅的正中間位置。
[0018]二級跟蹤模塊由兩個人體熱紅外傳感器組成，對稱安置在輪椅的左右兩側(cè)，人體熱紅外傳感器可以檢測到一定角度范圍內(nèi)人體的存在，檢測角度和范圍是可調(diào)的，依實際情況而定，在本具體實施方案中，將人體熱紅外傳感器的檢測角度定位100°。當(dāng)一級跟蹤失效時，二級跟蹤會自動開啟。
[0019]輪椅包含兩個萬向前輪和兩個驅(qū)動后輪，采用雙輪差速的移動方式。
[0020]輪椅自主跟蹤全過程如圖2所示，當(dāng)使用者按下遙控器紅外通信的開啟按鈕后，輪椅進入一級跟蹤模式，左右兩個紅外通信模塊會同時接收遙控器發(fā)射的通信信號并發(fā)送信號給主控制器，主控制器根據(jù)此信息分別給兩個電機驅(qū)動模塊發(fā)送相關(guān)控制指令，驅(qū)動兩個電機轉(zhuǎn)動，從而控制輪椅的轉(zhuǎn)向和移動方向，超聲波傳感器會實時測量輪椅和人體的距離，確保輪椅與人體保持一定距離；當(dāng)遙控器偏離輪椅正中心超過一定角度時，會導(dǎo)致兩個紅外通信模塊均未接收到遙控器發(fā)射的信號，即一級跟蹤模式失效，此時，主控制器會作出判斷，二級跟蹤模式自動開啟，人體熱紅外傳感器會探測人體所處范圍，發(fā)現(xiàn)目標后，先進行轉(zhuǎn)向，使輪椅正對目標，超聲波傳感器會實時測量輪椅和人體的距離，確保輪椅與人體保持一定距離，從而實現(xiàn)自主跟蹤。
[0021]本實用新型提供的自主跟蹤系統(tǒng)，融合了多種傳感器技術(shù)，不僅能準確發(fā)現(xiàn)跟蹤目標，防止跟錯人現(xiàn)象的發(fā)生，還可以提高跟蹤的穩(wěn)定性和連續(xù)性，防止輪椅由于通信信號接收無效而停滯不前問題的發(fā)生。整個系統(tǒng)操作簡單，具有更大的實用和推廣價值。
[0022]以上陳述了本實用新型的基本原理和優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)指出，對于本行業(yè)的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，本實用新型還會有多種變化和改進，這些變化和改進也應(yīng)該落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，包括一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊、主控制器、電機驅(qū)動模塊、直流電機和輪椅;所述一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器模塊通過導(dǎo)線與主控制模塊連接，一級或二級跟蹤模塊和超聲波傳感器將采集到的位置信號傳送給主控制器，主控制器完成數(shù)據(jù)處理并給電機驅(qū)動模塊提供正確的控制信號來驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動整個輪椅的運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述一級跟蹤模塊由遙控器和兩個紅外通信模塊組成，遙控器是紅外通訊的控制開關(guān)，由輪椅使用者持有;紅外通信模塊負責(zé)采集被跟蹤人體的位置信息并傳送給主控制器，它們對稱安置在輪椅的左右兩側(cè)，一級跟蹤可準確鎖定跟蹤目標，防止錯跟現(xiàn)象的出現(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述二級跟蹤模塊由兩個人體熱紅外傳感器組成，對稱安置在輪椅的左右兩側(cè)，人體熱紅外傳感器可以檢測到一定角度范圍內(nèi)人體的存在，檢測角度和范圍是可調(diào)的，依實際情況而定；當(dāng)一級跟蹤失效時，二級跟蹤會自動開啟O4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波傳感器用于在智能輪椅連續(xù)自主跟蹤人體的過程中，測定輪椅與人體之間的距離，確保兩者之間保持一定距離，它安裝在輪椅的正中間位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，其特征在于:所述輪椅包含兩個萬向前輪和兩個驅(qū)動后輪，采用雙輪差速的移動方式。
【專利摘要】一種用于智能輪椅的自主跟蹤系統(tǒng)，涉及智能輪椅的技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于：由一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器、主控制器、電機驅(qū)動模塊、直流電機和輪椅組成。所述一級跟蹤模塊、二級跟蹤模塊、超聲波傳感器與主控制器連接，一級（或二級）跟蹤模塊和超聲波傳感器將采集到的跟蹤目標的位置信號傳送給主控制器，主控制器完成數(shù)據(jù)處理并給電機驅(qū)動模塊提供正確的控制信號驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動整個輪椅的運動。一級跟蹤模塊可準確鎖定跟蹤目標，一級跟蹤失效時二級跟蹤自動開啟。所述超聲波傳感器用于測定輪椅與人體之間的距離，在自主跟蹤過程中確保兩者之間保持一定距離。該系統(tǒng)將一級紅外通信跟蹤技術(shù)、超聲波傳感技術(shù)、二級人體熱紅外跟蹤技術(shù)緊密結(jié)合，不僅能準確發(fā)現(xiàn)跟蹤目標，防止跟錯人現(xiàn)象的發(fā)生，還可以提高跟蹤的穩(wěn)定性和連續(xù)性，防止輪椅由于通信信號接受無效而停滯不前問題的發(fā)生。整個系統(tǒng)簡單實用，耗費成本低，易于推廣。
【IPC分類】A61G5/10, A61G5/04
【公開號】CN205339349
【申請?zhí)枴緾N201520947137
【發(fā)明人】胡海秀, 吳澤, 陳波
【申請人】常州峰成科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年11月25日