基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法

1.本发明涉及一种电动轮椅，尤其是涉及一种使用于电动轮椅上的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法。


背景技术：

2.目前，全球需要借助轮椅出行的人数估计超过6500万，并且还在以每年5.9%的速度增长。这类电动轮椅需求群体因行动不便或认知机能衰退等各因素导致社会参与度与生活质量降低，借助电动轮椅能够在很大程度上提高了他们行动自由度。发明专利（公开号为cn 107684493）公开了一种用于轮椅的云模拟智能避障系统，主要通过云处理器对三维实景进行处理，以实现轮椅的有效避障；发明专利（公开号为cn 105455979）和发明专利（cn 105342767）公开的基于云端平台的智能轮椅主要用于训练和锻炼老年人及残障人士，并不涉及安全行驶方面；发明专利（公开号为cn 108056865）公开一种基于云平台的多模态轮椅脑控制系统及方法。发明专利（cn 115047801）主要通过云服务平台实现轮椅集群的远程感知与控制。上述现有公开技术所涉及基于云技术的智能电动轮椅均会安装激光雷达、高算力芯片、摄像头等额外硬件，然而这些现有技术电动轮椅存在着对电动轮椅安全行驶监控及预判预控机制不够完善，若需增强电动轮椅安全行驶监控及预判预控机制，又需增配更多安全配置，而这由此也会进一步提高电动轮椅整体价格问题，而这对于很多超过残疾人、老年人等弱势需求群体来说则极有可能是会超出他们的购买能力范围，由此造成智能化电动轮椅的实际使用率极低或市场前景难以得到有效拓展。因而如何充分利用现有电动轮椅的硬件设备，提高电动轮椅的智能化水平，提高电动轮椅户外行驶的安全性是亟需解决的关键问题。


技术实现要素：

3.本发明为解决现有技术上述缺陷现状而提供的一种可以不需要额外增加硬件基础上，结合云端技术，对电动轮椅的电机、刹车和电池等关键部件进行实时监控，并给出刹车控制器和电机控制器的安全控制指令，增加残障人士和老年人等行动不便群体户外出行安全性的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：包括电动轮椅端、移动端和云端，所述电动轮椅端主要包括刹车、电机和电池；移动端主要包括智能手机、平板电脑和智能手表智能移动设备；移动端分别与电动轮椅端和云端通讯连接，所述云端主要包括知识库、模型库和数据库；所述电动轮椅端的刹车、电机和电池通过轮椅端传感系统获得反馈信号数据，所述移动端用于将轮椅传感系统数据和天气预报数据上传到云端，并用于从云端下载监控信息以及从云端安全行驶控制策略下载轮椅安全控制指令；所述云端主要的作用是将上传的数据分析模块进行数据预处理、特征提取和模型选择，然后结合知识库、模型库和数据库，通过云端安全监控模块对电动轮椅安全行驶进行监控。利用云端建立电动轮椅采样数据和天气预报数
据的数据预处理、特征提取和模型选择，通过移动端实现，可以不需要额外增加硬件基础上，结合云端技术，对电动轮椅的电机、刹车和电池等关键部件进行实时安全行驶监控和预警，并给出刹车控制器和电机控制器的安全控制指令，增加残障人士和老年人等行动不便群体户外出行安全性。
5.优选的，所述的轮椅端传感系统主要包括旋转编码器、电量传感器、电压传感器、倾角传感器；所述的移动端和电动轮椅端的通讯连接包括蓝牙或wifi连接，移动端和云端的通讯连接采用无线网连接。提高轮椅端的相关行驶安全传感检测有效性，并传输至云端，实现云端分析处理后的安全监控预警及控制指令及时反馈控制处理有效性。
6.优选的，所述的电动轮椅端通过轮椅端控制器进行控制，电动轮椅端主要包括刹车控制器和电机驱动器。利用云端反馈安全检测控制电动轮椅刹车和电机安全控制有效性。
7.优选的，所述的云端安全监控模块主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制。提高云端对电动轮椅的相关安全监测控制有效性。
8.优选的，所述的移动端在app软件监控信息显示界面主要包括连接电动轮椅模块、上传传感数据模块、下载控制指令模块、电池状况显示模块、速度监控显示模块和寿命预警显示模块；所述电池状况显示模块主要包括剩余电量、容量衰减和里程估计；所述轮椅速度监控显示模块主要包括最大速度、启动速度和节能速度；所述寿命预警显示模块主要包括刹车、电池和电机部件的预估剩余寿命。提高移动端app对电动轮椅的安全监控与显示预警及时有效性。
9.优选的，所述的电动轮椅端运行的采样周期可设定为1min~2min。提高采样数据准确可靠有效性。
10.本发明申请的另一个发明目的在于提供一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，其特征在于：包括如下控制步骤
11.a1. 轮椅端传感系统的各传感器采样监测电动轮椅端数据，电动轮椅端将各传感器采样监测得到的数据按设定时间间隔保存在自身的存储设备中；
12.a2.移动端设备与电动轮椅端通讯连接后，电动轮椅端存储的轮椅传感器数据和移动端app自动获取的天气预报数据通过移动端的无线网上传至云端服务器中；
13.a3.云端对移动端上传的轮椅传感器数据和天气预报数据进行云端数据分析，云端数据分析包括数据预处理、特征提取和模型选择；
14.a4.云端结合上述a3步骤提取得到数学模型和天气预报数据进行对电动轮椅端的云端安全监控；云端安全监控主要包括对电动轮椅端的轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制；
15.a5. 云端安全监控将决策的安全控制指令和监控信息全部显示在移动端的app显示界面上；
16.a6. 有电动轮椅需求的弱势群体或弱势群体的监护人利用移动端将云端下发的控制指令实时传输到电动轮椅端控制器中；
17.a7. 移动端在将控制指令实时传输到电动轮椅端控制器中的同时，移动端的app显示界面显示与连接电动轮椅、上传传感器数据、下载控制指令、电池状况显示、寿命预警显示和速度监控显示相关的操作与数据；
18.a8.在执行上述a1步骤～a7步骤过程中，自动预估行驶路面是否出现异常路面路况，并自动给出最大速度和启动安全速度控制指令，当电动轮椅相关数据超过设定阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。
19.云端根据移动端上传的电动轮椅端行驶数学模型和天气预报数据，处理分析反馈下发安全控制指令与安全预警信息显示等至移动端的app显示界面上，及时安全有效实现对电动轮椅的快速安全刹车，规避可能存在的驾驶者误操作与异常路面状况的安全隐患因素，及时安全预警显示。
20.优选的，所述的云端安全监控主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制；轮椅速度监控主要是结合手机反馈的降雨和气温以及电动轮椅的电量，对电动轮椅的最大速度、启动速度和节能速度进行监控。剩余电量监控主要是结合当天的天气温度、行程里程、电池容量等信息，给出剩余电量能否完成本次出行计划的指导，以及剩余电量合理使用的节能方案；部件寿命预测主要是结合知识库信息和轮椅传感数据，判断电动轮椅关键部件（电机、刹车、电池等）的理论剩余寿命，便于弱势群体的监护人对轮椅关键部件的提前更换，减少电动轮椅行驶过程中突然损坏的风险；提高电动轮椅的快速安全刹车，规避可能存在的驾驶者误操作与异常路面状况的安全隐患因素，及时安全预警显示。
21.优选的，所述的云端针对轮椅端控制器设置的安全行驶控制策略为结合移动端设备上传的天气预报信息和轮椅传感系统信息，预估电动轮椅的行驶路面是否会出现湿滑和/或结冰异常路况，并据此给出最大速度和启动速度控制指令，避免电动轮椅启动和行驶时发生打滑安全隐患出现，其中天气预报信息包括温度、风速和降雨天气信息，轮椅传感系统信息包括轮椅倾角、轮椅转速和轮椅电池电量数据信息；然后根据电池状况显示模块中的剩余电量、容量衰减和里程估计数据信息，结合剩余电量监控设置节能方案，给出电动轮椅最佳节能速度，并结合最大速度和启动速度，将控制指令发送给轮椅电机驱动器，并将最大速度、启动速度和节能速度数据信息显示在速度监控显示模块中；最后对电动轮椅的倾角和速度设置侧翻和超速阈值，当实际轮椅速度和整车倾角超过阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。提高云端针对轮椅端的安全监控控制与安全预警显示效果。
22.优选的，所述的移动端的app显示界面显示有电动轮椅端的寿命预警显示模块，寿命预警显示模块中显示刹车、电池和电机预警信息，刹车、电池和电机的预警信息单位为以天数为单位，以示预警刹车片需维护寿命预警时间天数、电池需维护寿命预警天数和电机需维护寿命预警天数，实现提前将安全维护预警显示在移动端的app显示界面上。提高电动轮椅端的寿命预警显示有效性。
23.本发明的有益效果是：利用云端建立电动轮椅采样数据和天气预报数据的数据预处理、特征提取和模型选择，通过移动端实现，可以不需要额外增加硬件基础上，结合云端技术，对电动轮椅的电机、刹车和电池等关键部件进行实时安全行驶监控和预警，并给出刹车控制器和电机控制器的安全控制指令，增加残障人士和老年人等行动不便群体户外出行安全性。
24.（1）本发明主要是通过云端技术和移动端设备，对电动轮椅端的刹车、电机、电池等关键部件的全寿命进行云监管，不会增加电动轮椅的硬件成本，减少电动轮椅智能化对
高算力芯片和额外传感器的依赖；
25.（2）充分利用了移动端设备具有天气预报、行驶里程计算的功能和轮椅传感数据，使得电动轮椅的最大速度、启动速度、节能速度、电量使用情况得到了充分的监控，增加了电动轮椅户外湿滑、结冰路面行驶的安全性，对电动轮椅超速、侧翻等紧急工况也具有一定的刹车监控；
26.（3）云端存储有电动轮椅的大量传感数据和知识条目，便于厂家对所售电动轮椅实施监控，以及为后续新一代轮椅的设计开发提供支撑。
附图说明
27.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
28.图1是本发明基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法的结构示意图。
29.图2是本发明基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法的监控流程示意图。
30.图3是本发明基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法的移动端app显示界面结构示意图。
31.图4是本发明基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法的控制策略示意图。
具体实施方式
32.实施例1：
33.图1、图2、图3、图4所示的实施例中，一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，从图1可以看出，本发明的一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统包括三个部分，分别是电动轮椅端1、移动端2和云端3。电动轮椅端1中包括刹车、电机和电池等硬件。移动端2包括智能手机、平板电脑和智能手表等设备。云端3包括存储的知识库3a、模型库3b和数据库3c。电动轮椅端1运行轮椅传感系统采样数据的采样周期可设定为1min~2min，通过蓝牙将采样数据发送到移动端2的app软件中，并进一步利用无线网远程将采样数据上传到云端3，移动端2包括智能手机、平板电脑和智能手表等设备。
34.如图2所示，电动轮椅端传感器系统1a包括旋转编码器、电量传感器、电压传感器和倾角传感器等。电动轮椅可将这些传感器采样得到的数据以一定的时间间隔保存在自身的存储设备中，等待移动端2设备的蓝牙接入电动轮椅端1后，便将电动轮椅端1采集的传感数据和移动端天气预报app自动获取的天气预报数据通过移动端2的无线网上传到云端3服务器中。
35.图2所示云端3的第一步是对采样数据进行云端数据分析s1。首先，电动轮椅传感系统1a数据经过预处理，以去除不合理的数据点和测量噪声；然后，利用小波变化和频谱分析等手段，提取数据的特征；最后，利用知识库3a搜索模型库3b中匹配的精确模型。云端知识库3a主要来自电动轮椅的全生命周期试验，并融合众多客户在使用过程中的工程案例，从而总结出的众多知识条目。云端的模型库3b主要通过对电机、刹车和电池等关键部件进行数值仿真，并结合试验验证，从而获得精确的数学模型。云端的数据库3c中存储着电动轮
椅1整机的出厂编号以及电机、刹车和电池等关键部件的出厂检验参数，以便于对电动轮椅的安全问题进行溯源。
36.图2所示云端3的第二步是结合提取的数学模型和天气预报数据进行云端安全监控s2，数学模型指云端3上述第一步采样数据进行云端数据分析s1中云端的模型库3b通过对电机、刹车和电池等关键部件进行数值仿真，并结合试验验证，从而获得精确的数学模型。云端安全监控s2主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制。轮椅速度监控主要是结合手机反馈的降雨和气温以及电动轮椅的电量，对电动轮椅的最大速度、启动速度和节能速度进行监控。剩余电量监控主要是结合当天的天气温度、行程里程、电池容量等信息，给出剩余电量能否完成本次出行计划的指导，以及剩余电量合理使用的节能方案。部件寿命预测主要是结合知识库信息和轮椅传感数据，判断电动轮椅关键部件（电机、刹车、电池等）的理论剩余寿命，便于弱势群体的监护人对轮椅关键部件的提前更换，减少电动轮椅行驶过程中突然损坏的风险。
37.如图2、图3所示，云端安全监控系统s2将决策的安全控制指令和监控信息全部显示在移动端2的app显示界面上，弱势群体的监护人将利用移动端设备2将监控信息显示和轮椅控制指令信息实时下载传输到电动轮椅端控制器1b中。移动端2的app显示界面主要包括：连接电动轮椅模块2a、上传传感数据模块2b、下载控制指令模块2c、电池状况显示模块2d、速度监控显示模块2e、寿命预警显示模块2f。电池状况显示模块2d主要显示剩余电量、容量衰减和里程估计。轮椅速度监控显示模块2e主要包括：最大速度、启动速度和节能速度。寿命预警显示模块2f主要包括刹车、电池和电机部件的预估剩余寿命。电动轮椅控制器1b主要包括刹车控制器、电机控制器。这二个控制器通常是现有电动轮椅必备的控制器，无需额外增加硬件设备。
38.如图4所示，为云端3针对轮椅端控制器1b设置的安全行驶控制策略。首先，结合移动端设备2上传的天气预报信息（温度、风速、降雨）和轮椅传感系统信息（倾角、转速、电量），预估行驶路面是否湿滑、结冰，并给出最大速度和启动速度控制指令，避免轮椅启动和行驶时打滑；然后，结合剩余电量监控设置节能方案，给出电动轮椅最佳节能速度，并结合最大速度和启动速度，将控制指令发送给轮椅电机驱动器；最后，对电动轮椅的倾角和速度设置侧翻和超速阈值，当实际轮椅速度和整车倾角超过阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。
39.图4所示电动轮椅安全行驶控制策略中，第一步，结合移动端（2）上传的天气预报信息（温度、风速、降雨）和电动轮椅传感系统信息（倾角、转速、电量），预估行驶路面是否湿滑、结冰，做出行驶路面信息预估分析判断，并给出最大速度和启动速度控制指令；
40.第二步，上述第二步中，结合电动轮椅传感系统信息（倾角、转速、电量），做出侧翻超速预警判断，并将侧翻超速预警判断结果控制指令下达至刹车控制器，以便弱势群体及时作出手动刹车控制操作或刹车控制器自动执行控制刹车动作任务；
41.第三步，结合剩余电量监控设置节能方案，给出电动轮椅（1）的最佳节能速度，并结合最大速度和启动速度，将控制指令发送给电机驱动器；
42.第四步，对电动轮椅的倾角和速度设置侧翻和超速阈值，当实际轮椅速度和整车倾角超过阈值时，自动触发刹车控制器。
43.实施例2：
44.图1、图2、图3、图4所示的实施例中，一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，包括如下控制步骤
45.a1. 轮椅端传感系统的各传感器采样监测电动轮椅端数据，电动轮椅端将各传感器采样监测得到的数据按设定时间间隔保存在自身的存储设备中；
46.a2.移动端设备与电动轮椅端通讯连接后，电动轮椅端存储的轮椅传感器数据和移动端app自动获取的天气预报数据通过移动端的无线网上传至云端服务器中；
47.a3.云端对移动端上传的轮椅传感器数据和天气预报数据进行云端数据分析，云端数据分析包括数据预处理、特征提取和模型选择；
48.a4.云端结合上述a3步骤提取得到数学模型和天气预报数据进行对电动轮椅端的云端安全监控；云端安全监控s2主要包括对电动轮椅端的轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制；
49.a5. 云端安全监控将决策的安全控制指令和监控信息全部显示在移动端的app显示界面上；
50.a6. 有电动轮椅需求的弱势群体或弱势群体的监护人利用移动端将云端下发的控制指令实时传输到电动轮椅端控制器中；
51.a7. 移动端在将控制指令实时传输到电动轮椅端控制器中的同时，移动端的app显示界面显示与连接电动轮椅、上传传感器数据、下载控制指令、电池状况显示、寿命预警显示和速度监控显示相关的操作与数据；
52.a8.在执行上述a1步骤～a7步骤过程中，自动预估行驶路面是否出现异常路面路况，并自动给出最大速度和启动安全速度控制指令，当电动轮椅相关数据超过设定阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。
53.云端安全监控s2主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制。轮椅速度监控主要是结合手机反馈的降雨和气温以及电动轮椅的电量，对电动轮椅的最大速度、启动速度和节能速度进行监控。剩余电量监控主要是结合当天的天气温度、行程里程、电池容量等信息，给出剩余电量能否完成本次出行计划的指导，以及剩余电量合理使用的节能方案。部件寿命预测主要是结合知识库信息和轮椅传感数据，判断电动轮椅关键部件（电机、刹车、电池等）的理论剩余寿命，便于弱势群体的监护人对轮椅关键部件的提前更换，减少电动轮椅行驶过程中突然损坏的风险。
54.云端3针对轮椅端控制器1b设置的安全行驶控制策略为结合移动端2设备上传的天气预报信息和轮椅传感系统信息，预估电动轮椅的行驶路面是否会出现湿滑和/或结冰异常路况，并据此给出最大速度和启动速度控制指令，避免电动轮椅启动和行驶时发生打滑安全隐患出现，其中天气预报信息包括温度、风速和降雨天气信息，轮椅传感系统信息包括轮椅倾角、轮椅转速和轮椅电池电量数据信息；然后根据电池状况显示模块中的剩余电量、容量衰减和里程估计数据信息，结合剩余电量监控设置节能方案，给出电动轮椅最佳节能速度，并结合最大速度和启动速度，将控制指令发送给轮椅电机驱动器，并将最大速度、启动速度和节能速度数据信息显示在速度监控显示模块中；最后对电动轮椅的倾角和速度设置侧翻和超速阈值，当实际轮椅速度和整车倾角超过阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。
55.移动端的app显示界面显示有电动轮椅端的寿命预警显示模块，寿命预警显示模
块中显示刹车、电池和电机预警信息，刹车、电池和电机的预警信息单位为以天数为单位，以示预警刹车片需维护寿命预警时间天数、电池需维护寿命预警天数和电机需维护寿命预警天数，实现提前将安全维护预警显示在移动端的app显示界面上。
56.以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：包括电动轮椅端、移动端和云端，所述电动轮椅端主要包括刹车、电机和电池；移动端主要包括智能手机、平板电脑和智能手表的智能移动设备；移动端分别与电动轮椅端和云端通讯连接，所述云端主要包括知识库、模型库和数据库；所述电动轮椅端的刹车、电机和电池通过轮椅端传感系统获得反馈信号数据，所述移动端用于将轮椅传感系统数据和天气预报数据上传到云端，并用于从云端下载监控信息以及从云端安全行驶控制策略下载轮椅安全控制指令；所述云端主要的作用是将上传的数据分析模块进行数据预处理、特征提取和模型选择，然后结合知识库、模型库和数据库，通过云端安全监控模块对电动轮椅安全行驶进行监控与预警。2.按照权利要求1所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：所述的轮椅端传感系统主要包括旋转编码器、电量传感器、电压传感器、倾角传感器；所述的移动端和电动轮椅端的通讯连接包括蓝牙或wifi连接，移动端和云端的通讯连接采用无线网连接。3.按照权利要求1所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：所述的电动轮椅端通过轮椅端控制器进行控制，电动轮椅端主要包括刹车控制器和电机驱动器。4.按照权利要求1所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：所述的云端安全监控模块主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制。5.按照权利要求1所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：所述的移动端在app软件监控信息显示界面主要包括连接电动轮椅模块、上传传感数据模块、下载控制指令模块、电池状况显示模块、速度监控显示模块和寿命预警显示模块；所述电池状况显示模块主要包括剩余电量、容量衰减和里程估计；所述轮椅速度监控显示模块主要包括最大速度、启动速度和节能速度；所述寿命预警显示模块主要包括刹车、电池和电机部件的预估剩余寿命。6.按照权利要求1或2或3所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统，其特征在于：所述的电动轮椅端运行的采样周期可设定为1min~2min。7.一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，其特征在于,包括如下控制步骤:a1. 轮椅端传感系统的各传感器采样监测电动轮椅端数据，电动轮椅端将各传感器采样监测得到的数据按设定时间间隔保存在自身的存储设备中；a2.移动端设备与电动轮椅端通讯连接后，电动轮椅端存储的数据和移动端的天气预报数据通过移动端的无线网上传至云端服务器中；a3.云端对移动端上传的轮椅传感器数据和天气预报数据进行云端数据分析，云端数据分析包括数据预处理、特征提取和模型选择；a4.云端结合上述a3步骤提取得到数学模型和天气预报数据进行对电动轮椅端的云端安全监控；云端安全监控主要包括对电动轮椅端的轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制；a5. 云端安全监控将决策的安全控制指令和监控信息全部显示在移动端的app显示界面上；a6. 有电动轮椅需求的弱势群体或弱势群体的监护人利用移动端将云端下发的控制
指令实时传输到电动轮椅端控制器中；a7. 移动端在将控制指令实时传输到电动轮椅端控制器中的同时，移动端的app显示界面显示与连接电动轮椅、上传传感器数据、下载控制指令、电池状况显示、寿命预警显示和速度监控显示相关的操作与数据；a8.在执行上述a1步骤～a7步骤过程中，自动预估行驶路面是否出现异常路面路况，并自动给出最大速度和启动安全速度控制指令，当电动轮椅相关数据超过设定阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。8.按照权利要求7所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，其特征在于：所述的云端安全监控主要包括轮椅速度监控、剩余电量监控、部件寿命预测和安全行驶控制。轮椅速度监控主要是结合手机反馈的降雨和气温以及电动轮椅的电量，对电动轮椅的最大速度、启动速度和节能速度进行监控。剩余电量监控主要是结合当天的天气温度、行程里程、电池容量等信息，给出剩余电量能否完成本次出行计划的指导，以及剩余电量合理使用的节能方案。部件寿命预测主要是结合知识库信息和轮椅传感数据，判断电动轮椅关键部件的理论剩余寿命，便于弱势群体的监护人对轮椅关键部件的提前更换，减少电动轮椅行驶过程中突然损坏的风险，电动轮椅关键部件包括电机、刹车和电池。9.按照权利要求7所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，其特征在于：所述的云端针对轮椅端控制器设置的安全行驶控制策略为结合移动端设备上传的天气预报信息和轮椅传感系统信息，预估电动轮椅的行驶路面是否会出现湿滑和/或结冰异常路况，并据此给出最大速度和启动速度控制指令，避免电动轮椅启动和行驶时发生打滑安全隐患出现，其中天气预报信息包括温度、风速和降雨天气信息，轮椅传感系统信息包括轮椅倾角、轮椅转速和轮椅电池电量数据信息；然后根据电池状况显示模块中的剩余电量、容量衰减和里程估计数据信息，结合剩余电量监控设置节能方案，给出电动轮椅最佳节能速度，并结合最大速度和启动速度，将控制指令发送给轮椅电机驱动器，并将最大速度、启动速度和节能速度数据信息显示在速度监控显示模块中；最后对电动轮椅的倾角和速度设置侧翻和超速阈值，当实际轮椅速度和整车倾角超过阈值时，自动触发刹车控制器，对电动轮椅进行快速刹车规避驾驶者的误操作。10.按照权利要求7所述的基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控方法，其特征在于：所述的移动端的app显示界面显示有电动轮椅端的寿命预警显示模块，寿命预警显示模块中显示刹车、电池和电机预警信息，刹车、电池和电机的预警信息单位为以天数为单位，以示预警刹车片需维护寿命预警时间天数、电池需维护寿命预警天数和电机需维护寿命预警天数，实现提前将安全维护预警显示在移动端的app显示界面上。

技术总结
本发明公开了一种基于云端技术的电动轮椅安全行驶监控系统及其监控方法，主要包括电动轮椅端、移动端、云端以及安全行驶控制策略。利用移动端设备将轮椅端传感数据和天气预报数据上传到云端进行分析和决策，从而获得电动轮椅端关键硬件如电机、电池和刹车的监控信息和控制器如刹车控制器和电机驱动器的安全控制指令。利用云端建立电动轮椅采样数据和天气预报数据的数据预处理、特征提取和模型选择，通过移动端实现，可不需额外增加硬件基础上，结合云端技术，对电动轮椅电机、刹车和电池等关键部件进行实时安全行驶监控和预警，并给出刹车控制器和电机控制器的安全控制指令，增加残障和老年人等行动不便群体户外出行安全性。残障和老年人等行动不便群体户外出行安全性。残障和老年人等行动不便群体户外出行安全性。


技术研发人员：戴开宇 钱鹏飞 杜姗 吴晓峰 吴小康 孙祝兵
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/10/11