采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到智能轮椅技术领域，具体涉及到智能轮椅的控制装置和控制方法方面。
【背景技术】
[0002]目前许多国家对智能轮椅进行了研究，针对不同残疾人群，开发了多种智能轮椅人机接口。对于那些残疾程度较轻、肢体能动性较高且意识较好的人群，可以采用操纵杆控制、按键控制、方向盘控制、触摸屏控制、语音控制等方式，但是这些控制方式依旧不能满足肢体能动性较低的人群需要；因此，基于面部表面肌电信号(SEMG)的无障碍人机交互方式研究成为必要。
[0003]传统地采用多种表面肌电信号来发出对智能轮椅的“前进”、“停止”、“左转”、“右转”等不同指令时，使用者需要作出不同的面部表情，控制的难度大，舒适度低，且由于目前面部表面肌电信号的提取的精度不够，不同面部表情所产生的肌电信号可能会混淆，因此控制的精度较差，很难达到实际使用的要求。
【发明内容】
[0004]综上所述，本发明的目的在于解决现有根据不同的面部表情进行控制的智能轮椅存在精度差，控制操作容易出现混乱的技术不足，而提出一种采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置及方法。
[0005]为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为:1、采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置，其特征在于所述装置包括有主控模块，主控模块连接有面部表面肌电信号提取模块和动作指令循环展示模块；
面部表面肌电信号提取模块，用于检测使用者单一的面部表面肌电信号，为主控模块即将输出的动作指令提供控制确认信号或停止信号；
动作指令循环展示模块，用于循环展示主控模块即将确认输出的动作指令。
[0006]所述的主控模块输出的动作指令至少包括有前进指令、左转指令、右转指令及停止指令;动作指令循环展示模块包括有分别与前进指令、左转指令、右转指令对应的前进指示灯、左转指示灯及右转指示灯。
[0007]所述的主控模块输出的动作指令至少包括有前进指令、左转指令、右转指令及停止指令;动作指令循环展示模块为用于显示前进指令、左转指令或右转指令的显示模块。
[0008]所述的动作指令循环展示模块还包括有与前进指示灯、左转指示灯及右转指示灯同步进行对应语音播报的语音提示模块。
[0009]所述的面部表面肌电信号提取模块为用于提取面部眉毛对应部位动作的面部表面肌电信号提取模块。
[0010]所述的采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置的控制方法，其特征在于所述方法是在主控模块中预设等待动作指令确认状态和运行状态； 在等待动作指令确认状态下，动作指令循环展示模块对主控模块即将确认输出的各动作指令依次逐个循环展示;在展示过程中，当面部表面肌电信号提取模块检测使用者面部表面肌电信号后，面部表面肌电信号提取模块向主控模块提供控制确认信号，主控模块根据控制确认信号同步确认动作指令循环展示模块当前展示的动作指令，之后再根据确定认的动作指令启动执行轮椅运行控制，同时主控模块从等待动作指令确认状态转为运行状态；
在运行状态下，当面部表面肌电信号提取模块检测使用者面部表面肌电信号后，面部表面肌电信号提取模块向主控模块提供停止控制信号，主控模块控制轮椅运行停止，返回等待动作指令确认状态。
[0011 ]所述的面部表面肌电信号提取模块检测面部眉毛对应部位动作;在等待动作指令确认状态下，检测到面部眉毛对应部分有动作发生时，为主控模块提供控制确认信号;在运行状态下，检测到面部眉毛对应部分有动作发生时，为主控模块提供停止控制信号。
[0012]本发明的有益效果为:本发明不用对不同面部表情所产生的肌电信号进行区分识另IJ，面部表面肌电信号提取模块只需要对动作指令循环展示模块循环展示即将确认输出的动作指令进行确认即可，从而为主控模块执行智能轮椅的相应运行操控提供依据，在智能轮椅运行过程中，面部表面肌电信号提取模块再次检测到面部表面肌电信号时，立即停止运行;本发明采用单一的面部表面肌电信号就能完成对智能轮椅的操控，避免了对多种面部表面肌电信号提取时的误差，提高了控制准确率，能满足对智能轮椅的实际使用需求。
【附图说明】
[0013]图1为本发明采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置的结构原理方框图。
[0014]图2为本发明的采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制方法的工作流程图。
【具体实施方式】
[0015]参照图1中所示，本发明的采用单一面部表面肌电信号的智能轮椅控制装置，包括有主控模块、面部表面肌电信号提取模块和动作指令循环展示模块这三大部分;面部表面肌电信号提取模块和动作指令循环展示模块分别与主控模块连接。
[0016]主控模块主要用于面部表面肌电信号提取模块和动作指令循环展示模块的信号处理，最终控制智能轮椅的马达驱动电路，实现对智能轮椅的操作控制。
[0017]面部表面肌电信号提取模块，用于检测使用者单一的面部表面肌电信号，为主控模块即将输出的动作指令提供控制确认信号或停止信号;优选为采用用于提取面部眉毛对应部位动作的面部表面肌电信号提取模块。也即是在主控模块处于等待动作指令确认状态时，当面部眉毛对应部位进行动作时，为主控模块提供控制确认信号;而在主控模块处于运行状态时，当面部眉毛对应部位进行动作时，为主控模块提供信止信号。
[0018]动作指令循环展示模块，用于循环展示主控模块即将确认输出的动作指令。动作指令循环展示模块可以是显示模块、LED指示灯、语音提示模块，或者是语音提示模块与显示模块或LED指示灯的组合。主控模块输出的动作指令一般包括有前进指令、左转指令、右转指令及停止指令，根据需要还可以有后退指令。
[0019]所述的显示模块包含LED点阵显示模块和液晶屏显示模块，只要能显示箭头标识的显示模块均可，例如:显示模块上依次循环显示向前箭头、向左箭头、向右箭头，表示询问用户是否需下达前进指令、左转指令、右转指令；当显示模块显示为向前箭头时，面部表面肌电信号提取模块检测到用户面部眉毛对应部位产生动作，产生了面部表面肌电信号，主控模块则认为用户确认了是要下达前进指令，主控模块输出前进指令控制智能轮椅前进；前进过程中，面部表面肌电信号提取模块检测到用户面部眉毛对应部位又产生动作，又产生了面部表面肌电信号，主控模块则认为用户需下达停止指令，主控模块输出停止指令控制智能轮椅停止前进，显示模块上再次开始依次循环显示向前箭头、向左箭头、向右箭头，再次等待用户确认，如此循环。