[01255630]智能语音识别助残轮椅系统

1.课题来源与背景

本发明涉及伤残病人专用的轮椅。由于现代医学的发展和进步，人类的平均寿命正逐步地提高，致使各国老年人口不断增加;然而高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战，针对这些年长而行动不方便的使用者而言，其身体各部分器官正逐渐退化，再加上神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难的事，而采用声控的电动轮椅则可以有效地解决这些问题。科学发展的最终目标是服务于人，声控轮椅很好地体现了这一点。随着微电子技术的发展，现在声控技术应用广泛，最近的语音技术可以识别93%以上的声音，这种技术给残疾人带来了福音，伤残病人可以用自己的声音去控制自己的轮椅，可以控制门的开合，甚至在以后就可以控制一辆汽车，驶向自己想要去的地方。在汽车出现事故的时候，驾驶员可以用声音控制汽车，从而逃避危险，但在真实的环境之中有很大的噪音，所以滤除噪音的技术要求很高，为解决这一问题，发明一种智能语音识别助残轮椅系统。

2.技术原理及性能指标

本发明主要用于伤残病人。

其工作原理是：本发明包括机械部分和电路控制部分，机械部分起到了支撑的作用，考虑到该类轮椅必须能够前进、倒退、停止和灵活转向等需求，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动当左轮电机转速高于右轮电机转速时轮椅向右转，反之则向左转。

左右轮两个电机转速的配合就可以实现轮椅的前进、倒退、转弯等功能。智能语音识别助残轮椅系统为四轮结构，其中前面两个车轮为导向的万向轮，由它导引前进方向，故称之为导向轮;后面的两个轮子为驱动轮。

机械运动的方式如下：（1）直走：自然状态下，在重力和机构的同时作用下，前面的轮子总是沿着直进方向，这时只要后轮电机同时正转并且保持相同的转速，它就会沿着直线前进。（2）倒车：倒车动作和前进动作恰好相反，后轮电机全都反转，轮椅就会向后运动。（3）左转：左轮电机倒转，后轮电机正转，这时小车就会在左右轮共同作用下朝左侧前进。（4）右转：左轮电机正转，后轮电机反转，这时小车就会在左右轮共同作用下朝右侧前进。

电路控制部分是本发明的核心部分：

如图12所示，

1)语音控制模式：

（1）人的控制指令发出（左转90、右转90、前进等等），经过双Mic降噪系统处理并发送给Ld3320声音识别芯片;

（2）声音指令得到识别，找到中断向量号，进入中断子程序，由语音模块输出高低电平给控制板，控制板接受高低电平后根据I/O口的状态，由事先自定的编码表判定要执行什么命令并发送给主控板;

（3）根据高低电平的不同，主控板判断后发出不同的动作控制指令;

（4）指令经过驱动器放大，输送到伺服电机，电机按照驱动指令进行转动;

（5）电机输出轴的编码器将转动的实际值反馈到主控板，主控板根据反馈量进行微调后输出，形成半闭环系统;

（6）当红外传感器检测到前方一定距离内有障碍时，主控板发出刹车指令实现减速直至停止。

2)手动控制模式：

此时主要由控制手柄面板控制轮椅;同时置于轮椅前端的三个光电开关会将前方、左侧和右侧的障碍物情况转化为高低电平，控制板根据I/O口状态判定轮椅的前进路线上是否有障碍物，如果有障碍则屏蔽操纵手柄的输入指令，自动停车，实现轮椅的自动避障。

实现对轮椅的转动角度和行驶速度的控制，能够及时地自动避开障碍，能够在遇到紧急情况时自动停车，这种控制方式既可以作为手动控制装置的一种临时辅助，也可作为主要的控制方式。

此外，在不使用声控时本系统即为手控电动轮椅系统。

技术的先进性与可靠性本发明中的机构简单可靠，系统安全性强，操作方便，可广泛应用在瘫痪病人或残疾人群等领域。

技术的成熟程度，适用范围和安全性本发明技术成熟，适合有老年人以及瘫痪病人的家庭使用，也可以向医院、养老院、等场所大规模推广，安全便利。

应用情况及存在的问题产品处于完善阶段，尚未推广应用。