融合眼电及头部姿态的智能轮椅控制

融合眼电及头部姿态的智能轮椅控制

论文摘要

目前已有的轮椅融合控制系统,为肢体残疾人提供了多种操纵策略;多数研究只从提升控制成功率的角度开展,少有从轮椅使用的安全性和舒适性角度开展的研究;为满足特殊群体对轮椅安全性和舒适性的需求,提出了一种新式轮椅控制策略,结合眼电信号和头部姿态变化进行融合控制;头部姿态角度变化适合用于轮椅的实际导向,符合人们的使用习惯;眼电分眨眼和眼动两种,眨眼行为快速且动作细微,适合作为需频繁使用的控制确认信号,而眼动行为不易发生误操作,因此适合用于发送求救信号;设计了一个集成眼电采集和头部姿态检测的护目镜,位于轮椅处的树莓派通过小波变换特征提取和随机森林算法分类,实现不易疲劳、操纵性好且安全的轮椅控制系统;实验表明,该种控制策略能在识别成功率达到92%的基础上,最大程度满足对安全性和舒适性的要求。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 控制策略
  •   1.1 眼电和头部姿态的融合控制
  •   1.2 融合控制方法的具体流程
  • 2 系统实现架构
  •   2.1 头戴护目镜
  •     2.1.1 硬件设计
  •     2.1.2 电极选择
  •   2.2 轮椅处控制单元
  • 3 软件设计
  •   3.1 眼电信号的识别分类
  •     3.1.1 预处理及特征提取
  •     3.1.2 预处理及特征提取
  •     3.1.3 识别与分类
  •   3.2 头部姿态的识别
  • 4 测试与结果分析
  •   4.1 总体识别准确率
  •   4.2 舒适性分析
  • 5 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈振东,杨飞帆,刘惠鹏

    关键词: 融合控制策略,头部姿态,随机森林,安全性和舒适性

    来源: 计算机测量与控制 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 仪器仪表工业,自动化技术

    单位: 华南师范大学物理与电信工程学院

    基金: 全国大学生创新创业训练计划(201710574053),发明专利:一种智能轮椅(201910362653.7),发明专利:一种护目镜控制器(201910363604.5)

    分类号: TH789;TP273.5

    DOI: 10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2019.11.017

    页码: 74-78

    总页数: 5

    文件大小: 1180K

    下载量: 139

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