(該閾值可以根據(jù)測(cè)試得出，推薦使用值為30)，如果計(jì)數(shù)值大于該閾值則判定為啟動(dòng)命令，啟動(dòng)輪椅的控制，進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。否則回到停止?fàn)顟B(tài)。
[0045]處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)也不斷接收來至TGAM模塊輸入的串口數(shù)據(jù)，并判斷串口輸出的腦電波采樣值是否大于閾值。當(dāng)檢測(cè)到腦電波幅度值超過閾值時(shí)開始計(jì)數(shù)，每來一個(gè)串口數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器加I，當(dāng)發(fā)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)低于閾值的時(shí)候檢查計(jì)數(shù)器的值，判斷是否大于設(shè)定的閾值，如果計(jì)數(shù)值大于該閾值則判定為停止命令，停止輪椅的控制，進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。否則回到停止?fàn)顟B(tài)。
[0046]控制過程:系統(tǒng)開機(jī)后，根據(jù)采集的腦電波，并不斷的依據(jù)自己的算法分析是否有啟動(dòng)輪椅的命令，檢測(cè)到用戶通過腦電波啟動(dòng)輪椅后便啟動(dòng)輪椅控制。輪椅啟動(dòng)過程中分別檢測(cè)大腦的輕微動(dòng)作和腦電波數(shù)據(jù)，其中頭部的輕微動(dòng)作用于判斷輪椅的運(yùn)動(dòng)方式，腦電波用于判斷是否停止控制?？刂戚喴芜\(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)頭部動(dòng)作方向的大小設(shè)置閾值即可判斷是否需要前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及組合的八個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，而依據(jù)一定的算法可以進(jìn)一步根據(jù)擺動(dòng)的幅度控制輪椅的速度。在控制過程中也可以依據(jù)和開始相同的腦電波分析算法判斷是否控制輪椅停止運(yùn)動(dòng)。
[0047]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述腦電波信息和頭部動(dòng)作的采集通過單個(gè)頭戴設(shè)備完成，也就是腦電波采集裝置和頭部動(dòng)作采集裝置集成在單個(gè)頭戴設(shè)備上。
[0048]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述用戶頭部動(dòng)作與輪椅運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可自由對(duì)應(yīng)，用戶可以自定義動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、左前進(jìn)、左后退、右前進(jìn)、右后退等動(dòng)作控制，比如抬頭時(shí)控制輪椅往前運(yùn)動(dòng)，低頭時(shí)控制輪椅往后運(yùn)動(dòng)，具體的對(duì)應(yīng)關(guān)系不做限制。
[0049 ]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述在輪椅的整個(gè)運(yùn)行過程中，持續(xù)檢測(cè)用戶的腦電波狀態(tài)和頭部動(dòng)作，當(dāng)無法檢測(cè)到腦電波時(shí)，輪椅停止工作。當(dāng)用戶的頭戴設(shè)備掉了，則無法檢測(cè)到腦電波，此時(shí)判斷發(fā)生故障，因此將輪椅停止。
[0050]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法的控制裝置，其特征在于:所述控制裝置包括多軸傳感器1、腦電波米集模塊2、輪椅控制器3、處理器4、輪椅5、電機(jī)和電池，其中多軸傳感器I和腦電波采集模塊2集成在單個(gè)頭戴裝置上，并連接在處理器4的輸入端，輪椅控制器3連接在處理器4的輸出端，輪椅控制器3的輸出端連接有多個(gè)電機(jī)，輪椅控制器3、處理器4和電機(jī)均固定在輪椅5上。
[0051]多軸傳感器I和腦電波采集模塊2集成在單個(gè)頭戴設(shè)備上，比如帽子。其中腦電波采集模塊2包括腦電波主電極和腦電波參考電極。多軸傳感器I和腦電波采集模塊2的輸出端均連接在處理器4的信息輸入端。多軸傳感器I用于采集頭部動(dòng)作信息，腦電波采集模塊2用于采集用戶的腦電波。輪椅控制器3的輸入端連接在處理器4的輸出端，輪椅控制器3用于控制輪椅運(yùn)動(dòng)。輪椅控制器3的輸出端連接有多個(gè)電機(jī)，輪椅控制器3控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。輪椅控制器3、處理器4和電機(jī)均固定在輪椅5上，可以通過粘接或其他常見連接方式固定。整個(gè)系統(tǒng)通過多塊電池供電。所述輪椅控制器3、處理器4和電機(jī)及其電池均固定在輪椅上，頭戴裝置的供電電池固定在頭戴裝置上。
[0052 ]【具體實(shí)施方式】七:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述多軸傳感器I為MPU6050多軸陀螺儀。
[0053]MHJ6050模塊上電后，MHJ6050模塊將不斷的通過TX引腳使用能夠UART協(xié)議傳輸XYZ軸旋轉(zhuǎn)角度到處理器4的串口緩沖區(qū)。處理器4S卩CPU。然后CPU讀取其XYZ角度，以進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)的瞬間作為初始角度(WXQ, WyQ, WzQ)，之后一直在串口中斷中循環(huán)檢測(cè)(Wxi，Wyi, Wzi)并與(WXQ ,WyQ，WzQ)比較，當(dāng)Wx1-WxQ大于或者小于某個(gè)閾值的時(shí)候判斷為用戶頭部擺動(dòng)幅度滿足該X的轉(zhuǎn)向要求，控制輪椅執(zhí)行相應(yīng)轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。同理對(duì)于Wy1-WyQ可以做同樣的分析。結(jié)合Wx1-WxQ和Wy1-WyQ同時(shí)超過閾值可以判定用戶是否想要執(zhí)行組合的轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。例如:當(dāng)人物前面是Y軸正方向的時(shí)候，此時(shí)Wxl-WxO大于閾值表示用戶抬頭，可以控制輪椅向前運(yùn)動(dòng)，小于閾值表示用戶低頭，可以控制輪椅后退;Wy1-WyO大于閾值表示用戶頭部左偏，可以控制輪椅向左轉(zhuǎn)向，小于閾值表示用戶頭部右偏，可以控制輪椅向右轉(zhuǎn)向；同理，Wx1-WxQ和Wy1-WyQ同時(shí)大于閾值表不左前，同時(shí)低于閾值表不右后，Wx1-WxQ大于閾值Wy1-WyQ小于閾值則表不右前，Wx1-WxQ小于閾值Wy1-WyQ大于閾值則表示左后。當(dāng)Wx1-WxQ和Wy1-WyQ均在范圍內(nèi)則認(rèn)為用戶沒有動(dòng)作，可以停止輪椅的運(yùn)動(dòng)。
[0054]【具體實(shí)施方式】八:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述腦電波采集模塊2采用TGAM模塊。
[0055]TGAM模塊采用電壓為3.3V的電源供電，上電后TGAM模塊開始工作，自動(dòng)測(cè)量主電極和參考電極之間的電勢(shì)差，然后放大后從TX以UART協(xié)議輸出AD采樣后的數(shù)字信號(hào)，該輸出信號(hào)可以直接連接到處理器4的輸入，或者通過配對(duì)的HC-05藍(lán)牙模塊轉(zhuǎn)發(fā)到處理器4做數(shù)據(jù)處理。
[0056]【具體實(shí)施方式】九:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述輪椅控制器3采用H橋?qū)崿F(xiàn)，通過四個(gè)MOS管的開閉實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反向旋轉(zhuǎn)，配合PWM控制旋轉(zhuǎn)的速度。
[0057]【具體實(shí)施方式】十:結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8、9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述多軸傳感器I和腦電波采集模塊2的信息通過無線或者有線方式傳輸給處理器4。
[0058]多軸傳感器I和腦電波采集模塊2的信息可以直接通過線路傳送給處理器4，也可以通過無線模塊，如HC-05藍(lán)牙模塊，轉(zhuǎn)發(fā)到處理器4。
[0059]雖然本發(fā)明已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法，其特征在于，采用腦電波結(jié)合用戶頭部動(dòng)作來控制輪椅，其中腦電波用于控制輪椅的啟停，用戶頭部動(dòng)用于控制輪椅的運(yùn)動(dòng)方式。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法，其特征在于:所述控制方法包括: 步驟一:采集腦電波信息，分析用戶是否想要啟動(dòng)輪椅；當(dāng)檢測(cè)到用戶大腦發(fā)出啟動(dòng)輪椅命令時(shí)，啟動(dòng)輪椅并等待用戶的方向控制； 步驟二:當(dāng)輪椅處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，用戶通過頭部動(dòng)作控制輪椅的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，包括前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、左肖U進(jìn)、左后退、右肖U進(jìn)、右后退;保持頭部動(dòng)作實(shí)現(xiàn)輪椅持續(xù)運(yùn)動(dòng)，頭部動(dòng)作恢復(fù)原位后，輪椅暫停動(dòng)作，恢復(fù)到等待用戶的方向控制狀態(tài)； 步驟三:當(dāng)檢測(cè)到大腦發(fā)出停止命令時(shí)，輪椅停止工作； 步驟四:當(dāng)輪椅停止工作后，除非重新發(fā)出啟動(dòng)命令，否則頭部動(dòng)作不能實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅的控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法，其特征在于:所述腦電波信息和頭部動(dòng)作的采集通過單個(gè)頭戴設(shè)備完成。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法，其特征在于:所述用戶頭部動(dòng)作與輪椅運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可自由對(duì)應(yīng)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法，其特征在于:在輪椅的整個(gè)運(yùn)行過程中，持續(xù)檢測(cè)用戶的腦電波狀態(tài)和頭部動(dòng)作，當(dāng)無法檢測(cè)到腦電波時(shí)，輪椅停止工作。6.采用權(quán)利要求1所述基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法的控制裝置，其特征在于:所述控制裝置包括多軸傳感器(I)、腦電波采集模塊(2)、輪椅控制器(3)、處理器(4)、輪椅(5)、電機(jī)和電池，其中多軸傳感器(I)和腦電波采集模塊(2)集成在單個(gè)頭戴裝置上，并連接在處理器(4)的輸入端，輪椅控制器(3)連接在處理器(4)的輸出端，輪椅控制器(3)的輸出端連接有多個(gè)電機(jī)，輪椅控制器(3)、處理器(4)和電機(jī)均固定在輪椅(5)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于:所述多軸傳感器(I)為MPU6050多軸陀螺儀。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于:所述腦電波采集模塊(2)采用TGAM模塊。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于:所述輪椅控制器(3)采用H橋?qū)崿F(xiàn)，通過四個(gè)MOS管的開閉實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反向旋轉(zhuǎn)，配合PffM控制旋轉(zhuǎn)的速度。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于:所述多軸傳感器(I)和腦電波采集模塊(2)的信息通過無線或者有線方式傳輸給處理器(4)。
【專利摘要】本發(fā)明主要涉及一種控制方法及控制裝置，更具體地，涉及一種基于腦電波結(jié)合頭部動(dòng)作的輪椅控制方法及控制裝置。采用腦電波結(jié)合用戶頭部動(dòng)作來控制輪椅，其中腦電波用于控制輪椅的啟停，用戶頭部動(dòng)用于控制輪椅的運(yùn)動(dòng)方式。該裝置包括多軸傳感器、腦電波采集模塊、輪椅控制器、處理器、電機(jī)、輪椅和電池，其中多軸傳感器和腦電波采集模塊集成在單個(gè)頭戴裝置上，并連接在處理器的輸入端，輪椅控制器連接在處理器的輸出端，輪椅控制器的輸出端連接有多個(gè)電機(jī)，輪椅控制器、處理器和電機(jī)均固定在輪椅上。解決腦電波控制輪椅的易用性和穩(wěn)定性的問題。
【IPC分類】A61G5/10, A61G5/04
【公開號(hào)】CN105534648
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610024307
【發(fā)明人】馬忠超, 何亮, 何勝陽(yáng)
【申請(qǐng)人】馬忠超
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日