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一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法與流程

文檔序號:12331928閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法,其特征在于包括以下步驟:

步驟1、在使用者頭皮上安放測量電極,通過有線或者無線的形式將使用者的腦電信號接入;

步驟2、通過固定在輪椅上的激光雷達掃描當前場景,獲取當前場景的初步映射,并不斷實時循環(huán)掃描刷新最新的場景信息;

步驟3、通過固定在輪椅四周的攝像頭和/或超聲波測距儀獲取各個方向的照片和/或距離信息,從而獲得各個方向的障礙物定位信息,并實時循環(huán)掃描刷新最新的障礙物定位信息;

步驟4、通過腦機接口獲得使用者發(fā)出的運動指令;

步驟5、根據(jù)使用者發(fā)出的運動信息,根據(jù)步驟2和步驟3獲得的最新場景信息和最新障礙物定位信息,進行安全判斷和路徑規(guī)劃,生成輪椅運動控制指令;

步驟6:將輪椅運動控制指令發(fā)到輪椅控制機構(gòu),由輪椅控制機構(gòu)控制輪椅運動;在輪椅運動中,實時收集場景信息和障礙物定位信息以及輪椅運動速度信息并作為反饋,當輪椅運動出現(xiàn)障礙物、跌落或速度過快因素時,自動實施減速、避讓或停止操作,并且,收集使用者控制輪椅的信息和場景信息、障礙物定位信息、輪椅運動速度信息作為反饋并使用機器學(xué)習(xí)方法進行進行歸納和訓(xùn)練,作為下一次輪椅運動控制指令生成時的反饋輸入。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法,其特征在于:所述步驟2是通過以下步驟實現(xiàn)的:

步驟2.1、激光雷達獲取各個方向的距離信息,并生成環(huán)境地圖;

步驟2.2、將輪椅自身位置映射到環(huán)境地圖中,實現(xiàn)輪椅的定位。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法,其特征在于:所述步驟3是通過以下方法實現(xiàn)的:

當使用攝像頭時,通過攝像頭獲取各個方向上的圖像信息,通過圖像處理方法識別物體信息和深度信息,根據(jù)物體信息和深度信息,計算得到各個方向上可能的障礙物及障礙物與輪椅的距離;

當使用超聲波測距儀時,通過超聲波測距儀獲得各個方向上的物體距離信息,計算得到各個方向上可能的障礙物及障礙物與輪椅的距離;

當同時使用攝像頭和超聲波測距儀時,可將圖像處理獲得的障礙物信息與超聲波測距獲得的障礙物信息進行綜合,同時,超聲波測距儀的安全優(yōu)先級可以設(shè)置為高于攝像頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法,其特征在于:所述步驟5是通過以下步驟實現(xiàn)的:

步驟5.1、根據(jù)步驟4獲得的運行指令,在環(huán)境地圖中生成輪椅按照運動指令將運動到的目的地位置,并使用路徑規(guī)劃算法生成多種可能的運動軌跡,在運動軌跡的生成過程中,需要參考環(huán)境地圖、攝像頭和/或超聲波測距儀的安全優(yōu)先級,其中,安全優(yōu)先級是預(yù)先設(shè)定的,或者在運行中改變;

步驟5.2、根據(jù)步驟2和步驟3獲得的場景信息和障礙物信息,預(yù)先計算運動軌跡的可行性及可能遇到的障礙物信息,當運動軌跡完全不可行或運動指令將導(dǎo)致立即遇到障礙物時,判定此次運動指令無效,當存在可行的運動軌跡且運動指令執(zhí)行后不會立即遇到障礙物時,依據(jù)此次運動指令生成輪椅運動控制指令。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于腦機接口與人工智能的智能輪椅控制方法,其特征在于:所述步驟6使用機器學(xué)習(xí)方法進行進行歸納和訓(xùn)練的方法為:針對使用者的控制模式和期望的輸出構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,或者基于使用者過往的控制習(xí)慣和方式以及輪椅和周圍環(huán)境、障礙物的關(guān)系和輪椅速度構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練,獲取優(yōu)化的輪椅運動控制輸出方案。

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