[发明专利]一种嵌入式多模态交互智能轮椅控制系统

权利要求书

1.一种嵌入式多模态交互智能轮椅控制系统，其特征在于：所述系统分为视觉导航模 态、语音交互/控制模态、自主运行模态、手柄控制模态、无线遥控模态和多模态融合安全保 护模态；具体结构包括传感器（1）、SPCE061A单片机（2）、D/A转换模块（3）、电动轮椅平台 （4）、人机交互设备（5）以及外围控制电路（6）；传感器（1）用来实现外界环境和SPCE061A单 片机（2）之间的信息交流，人机交互设备（5）用来实现用户和SPCE061A单片机（2）之间的信 息交流，SPCE061A单片机（2）对传感器（1）和人机交互设备（5）输入的信息进行综合的分析 和处理，最终通过D/A转换模块（3）、电动轮椅平台（4）以及外围控制电路（6）来实现对轮椅 的控制；

传感器（1）和外围控制电路（6）相连，人机交互设备（5）和外围控制电路（6）和SPCE061A 单片机（2）互联，SPCE061A单片机（2）和D/A转换模块（3）相连；D/A转换模块（3）和电动轮椅 平台（4）相连；

所述安全保护运行包括超声波避障技术和手柄干预运行技术两种安全保护方式；在手 柄干预安全保护方式下，用户在每一个运行模态下，均通过手柄来自主的干预轮椅的运动； 在超声波避障安全保护方式下，用户在每一个运行模态下，均通过超声波传感器来判断运 行方向上是否有障碍物以及低洼地段，并通过语音播报程序将该信息报告给用户；

所述SPCE061A单片机控制直流电机转速的控制方式是将控制策略通过D/A转换模块转 换为模拟电压信号，再通过电压信号接管电动轮椅平台来控制直流电机的转速。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式多模态交互智能轮椅控制系统，其特征在于，所述 传感器包括超声波传感器和视觉传感器，超声波传感器安装在轮椅的前、后、左、右以及底 部下方这五个方向上，视觉传感器安装在轮椅座位中心位置的下方。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式多模态交互智能轮椅控制系统，其特征在于，所述 人机交互设备包括用于输入语音控制和语音交互指令的麦克风，用于输入手柄控制指令的 操作手柄，用于播放语音提示音的音箱，用于输入手柄控制指令和选择对应的运行模态的 键盘，用于指示轮椅当前所处的运行状态的LED灯。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式多模态交互智能轮椅控制系统，其特征在于，所述 外围控制电路包括用于提供系统电源的电源电路、用于切换轮椅运行状态的继电器组控制 电路、用于发射和接收超声波的超声波测距电路、用于确保用户可以通过手柄来自主的干 预轮椅的运动的手柄控制最高优先级电路、用于提供人机交互的键盘电源指示灯电路。