[发明专利]基于脑电波的轮椅控制方法以及结合语音的轮椅控制系统

说明书

本发明公开了基于脑电波的轮椅控制方法以及结合语音的轮椅控制系统，轮椅控制方法通过将采集的脑电波进行滤波、特征提取和信号分类后转化为轮椅控制信号控制轮椅行动；轮椅控制系统包括轮椅行进电机、处理器模块、语音模块、电机驱动模块、障碍检测模块、路况检测模块、第一通讯模块组；还包括脑电波采集装置和终端机控制装置；脑电波检测装置包括脑电波采集处理模块和第二通讯模块；终端机装置包括手机和服务器。本发明使得轮椅使用者可以通过脑电波、语音或手动方式控制轮椅行动，可以将轮椅使用者的轮椅控制意识转化为语音信息，并且在轮椅行进过程中进行障碍物和路况检测以及播报，从而提高轮椅控制的自动化、智能化、安全性以及可靠性。

技术领域

本发明属于适用于病人或残疾人的运输工具领域，特别涉及基于脑电波的轮椅控制方法以及结合语音的轮椅控制系统。

背景技术

轮椅是行动不便的老年人、病人或者残疾人的重要出行工具，对于上述人群，很多情况下，其不仅存在行走障碍，同时手部也不能很好的对轮椅的行动进行控制，或者单纯用手部控制轮椅行动十分吃力。这样一来，若要实现出行要求就需要借助他人的帮助，从而降低了出行自由度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供了基于脑电波的轮椅控制方法以及结合语音的轮椅控制系统，利用物联网和智能控制技术，轮椅使用者通过脑电波、语音或手动方式控制轮椅行进，同时可以将轮椅使用者的轮椅控制意识转化为语音信息，并且在轮椅行进过程中进行障碍物和路况检测以及播报，从而提高轮椅控制的自动化、智能化、安全性以及可靠性。

为解决上述技术问题，本发明基于脑电波的轮椅控制方法的技术方案是：

基于脑电波的轮椅控制方法，包括以下步骤：

S1：采集轮椅使用者的脑电波信号，过滤掉周围噪音以及电力信号干扰后将所述脑电波信号转换为脑电波数据信号；

S2：采用平均滤波算法对经步骤S1处理后的脑电波数据信号进行滤波；

S3：采用周期图法对经步骤S2处理后的脑电波数据信号进行特征提取；

S4：采用线性判别分析对经步骤S3处理后的脑电波数据信号进行信号分类；

S5：将经步骤S4处理后的脑电波数据信号转换为轮椅控制信号。

在上述技术方案中，采集轮椅使用者的原始脑电波信号，过滤掉周围噪音以及电力信号干扰，便于将其转换为脑电波数据信号后的进一步处理；使用平均值滤波算法对脑电波数据信号进行滤波，能够改进计算量和内存占用，当采样次数较大时平滑度好；采用线性判别分析对脑电波数据信号进行信号分类，根据不同的运动或者意识能够是脑电活动产生不同响应的特性来确定运动或意识的类型与特征信号之间的关系；之后便将脑电数据信号转化为轮椅控制信号，从而使轮椅按照使用者的运动或者意识进行行动。本技术方案利用轮椅使用者的脑电波信号即可控制轮椅行动，提高了对轮椅控制的自动化和智能化。

作为优选，根据所述轮椅使用者的专注度控制轮椅的行进速度，这种方式能够更准确且快速的根据轮椅使用者的意念对轮椅的速度进行控制，提高了利用脑电波对轮椅进行控制的智能化和控制效果以及舒适度。

为解决上述技术问题，本发明脑电波结合语音的轮椅控制系统所采用的技术方案是：