[发明专利]一种远程呈现交互操作轮椅

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程呈现交互操作轮椅，属于护理设备领域。

背景技术

随着世界老龄化的进程，老年关爱越来越受到社会的关注。轮椅成为了行动 不便老人生活中必须的辅助设施。轮椅由最初的手推轮椅发展为电动轮椅，近年 来又出现了可以自主行走的智能轮椅。然而智能轮椅技术复杂、成本高，特别是 人机交互效率和行走安全性没有得到很好的解决，使得这项技术离实用化还有相 当的距离。远程呈现技术的出现，可以通过网络相机获取世界任意地点的现场实 时视频图像，并与该地点的人进行交流，就好像在现场交流一样。将远程呈现技 术与轮椅相结合，不仅可以解决轮椅行走的安全性和交互控制轮椅的效率，而且 很大程度上可以解决老年人需要陪伴的问题。

目前的远程呈现系统多采用传统的交互方式，即通过键盘、鼠标、手柄或图 形界面来和远程呈现系统进行交互。这些系统通常是为特定任务设计，操作者常 常需要经过训练才能上岗操作。触屏技术的发展，为实现更加灵活、更加普适的 人机交互提供了技术支撑。触屏设备如掌上电脑、智能手机、平板电脑等越来越 普及，用户可以在任何地方直接上网，通过手指点击屏幕，实现与远程呈现系统 的交互操作。

为了实现远方操作者方便快捷可靠的交互操作轮椅，让轮椅乘坐者以及远方 轮椅操作者有更好的用户体验，本发明设计了一种远程呈现交互操作轮椅 (telepresenceinteractionwheelchair,简称TW)。

发明内容

远程呈现交互操作轮椅和轮椅乘坐者所在的位置空间定义为呈现空间 (presencespace)，远方的轮椅操作者所在的位置空间定义为操作空间 (operationspace)，这两个空间通过互联网连接。轮椅上的远程呈现模块获取 呈现空间的现场实时视频图像，通过网络把现场实时视频图像传送到远方操作空 间中操作者的移动终端上，并形成触摸现场实时视频图像用户界面 TIUI(TouchinglivevideoImageUserInterface)。操作者通过TIUI，使用 触摸点击、触摸拖拽等触摸手势，直接触摸现场实时视频图像中的轮椅，完成对 轮椅的交互操作。操作者还可以通过远程呈现模块与轮椅乘坐者进行音视频交流。 通过直接触摸现场实时视频图像控制轮椅，可以给轮椅操作者身临其境的用户体 验，如同操作者就在现场操作轮椅一样，使得用户无需训练就能轻松自如地操作； 借助于掌上电脑和智能手等移动终端设备，可以随时随地的交互操作轮椅，并通 过远程呈现模块陪伴轮椅乘坐者。

本发明涉及的一种远程呈现交互轮操作轮椅由普通电动轮椅、远程呈现模块 组成、直接触摸现场实时视频图像用户界面、半自主导航模块组成：

(1)远程呈现模块

远程呈现模块包括云台、升降杆、前视摄像头、俯视摄像头、网络摄像头、 显示屏、扬声器和麦克风，轮椅交互操作接口、车载计算机装置，所有这些装置 都通过标准总线连接。显示屏安装在普通电动轮椅扶手的左前方或右前方，显示 屏能够在呈现空间中呈现轮椅操作者的面部图像，前视摄像头和俯视摄像头固定 在云台上，云台固定在升降杆上，升降杆安装在普通电动轮椅靠背的后方；轮椅 交互操作接口直接和普通电动轮椅的操作手柄控制线并联；远方轮椅操作者能够 远程交互操作云台、升降杆的运动，带动前视摄像头和俯视摄像头获取呈现空间 的现场实时视频图像；显示屏、扬声器和麦克风用来呈现远方轮椅操作者的面部 视频并进行音视频交流。

前视摄像头获取轮椅前方清晰的现场实时视频图像，用于识别前方目标；俯 视摄像头是广角摄像头，俯视获取轮椅全景及其周围地面环境视频图像，用于交 互操作轮椅安全行走。将两个摄像头采集的2个视频图像实时拼接，形成一个包 含轮椅前方清晰目标、轮椅全景及其周围大场景地面的现场实时视频图像，称为 交互操作视频，然后通过网络将该视频传送到远方操作者的移动终端。交互操作 视频是把2个现场实时视频拼接成为一个现场实时视频，更加有利于操作者远程 呈现交互操作轮椅。

(2)直接触摸现场实时视频图像用户界面