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专利号: 2011104466257
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于上悬无线传输摄像头的轮椅室内全局视频监控导航系统,其特征在于该系统包括:

无线摄像机:固定于室内屋顶上,用于实时采集轮椅及其运动现场图像并传输到作为操作和监控平台的轮椅车载微机上;

色标:设置在轮椅上,用于确定轮椅的位置和位姿的识别标记;

操作和监控平台:该平台由轮椅车载微机实现,用于完成外设监控导航和人机接口对话两项任务,监控操作界面直接提供现场监控图像和目标选择,使用者只需用鼠标或触摸屏方式选中目的地,系统通过对设在轮椅上的色标识别确定轮椅的位置和位姿,根据所选目标点坐标及视频图像提供的场地信息生成最佳导航路线控制轮椅到达所选目标;操作和监控平台中包括:视觉子系统、决策子系统和通讯子系统;

(1)视觉子系统:视觉子系统控制上悬摄像头对现场视频图像的采集并对图像进行处理,从而获得轮椅和目标点的坐标信息以及运动场地状况,提供给决策子系统决策并便于操作者实时监控;

(2)决策子系统:决策子系统根据视觉子系统提供的场地信息、轮椅和目标点的位置信息来制定策略,最终形成轮椅的控制指令,通过通讯子系统传给轮椅上安装的移动外设子系统用于驱动轮椅动作;

(3)通讯子系统:通讯子系统负责决策子系统发出的控制指令的传输,完成操作和监控平台和轮椅上安装的移动外设子系统之间的通讯;

移动外设子系统:移动外设子系统是轮椅的驱动部分,可以将接收的控制命令转换成左右驱动轮电机的PWM驱动操作,控制轮椅的行走。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于所述的轮椅上设置的色标是沿轮椅靠背设一个由支架支撑的水平顶板,水平顶板上设有色块标识,包括涂有两种不同颜色的第一色标和第二色标;操作和监控平台根据轮椅上的第一色标和第二色标颜色,在RGB图像中分别进行搜索,得到轮椅的质心位置坐标和方向。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于所述的决策子系统采用基于全局监控导航的自适应PID移动外设控制的导航策略,将鼠标或触摸屏点击的位置作为目标点,计算该目标点到轮椅质心的距离和角度,判断是否超过距离阈值,小于距离阈值则向轮椅发送停止指令以保证轮椅能克服速度惯性平稳准确到达目标点,否则按照给定的PID控制算法,根据距离自动计算轮椅行走的实时速度,包括左轮的速度和右轮的速度,并将该实时速度发送给移动外设子系统驱动轮椅行走。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于所述的距离阈值设为轮椅车身长度的一半。