DISPOSITIVO DE CONDUCCIÓN ASISTIDA.

Dispositivo de conducción asistida para vehículos que constituye una interfaz hombre - máquina para facilitar la conducción de vehículos (3) propulsados por motores tales como sillas de ruedas,

carros eléctricos, etc. y que básicamente comprende un sensor táctil (1) destinado a instalarse en el asa o manillar (2) del vehículo y medios para el procesado y acondicionamiento de la información que proporciona el sensor (1) de forma que las intenciones del usuario se transformen en instrucciones al sistema motor del vehículo.

Dispositivo de conducción asistida Objeto de la invención.

La presente invención se refiere a un dispositivo de conducción asistida, y más concretamente a una nueva interfaz hombre – máquina para facilitar la conducción de vehículos propulsados por motores tales como sillas de ruedas, carros eléctricos, etc.

Más concretamente, la invención tiene por objeto ayudar en la vida diaria a personas que, debido a su avanzada edad o a una enfermedad, deban utilizar silla de ruedas, o a aquellas que sin sufrir ningún tipo de discapacidad física están obligados a manejar muy habitualmente estas sillas como asistentes de personas discapacitadas.

Por otro lado, también constituye una ayuda para todas aquellas personas que por su edad o condición física se vean obligados a manejar cualquier tipo de vehículo, como por ejemplo puede ser el caso de un carro de la compra o similar, haciendo más fácil su conducción y manejo.

Antecedentes de la invención En el estado de la técnica actual existen multitud de dispositivos que sirven como interfaz al hombre para conducir vehículos, siendo estos comúnmente volantes o palancas, o últimamente los denominados “joysticks”, los cuales pueden incluso ser manejados con distintas partes del cuerpo.

Estos dispositivos, aún siendo muy útiles en la mayoría de los casos, presentan algunos inconvenientes. Uno de esos inconvenientes es el derivado de estar constituidos por partes móviles, lo que implica una mayor vulnerabilidad al desgaste y a la avería, además de una menor eficiencia energética.

Otro inconveniente es, generalmente, el de la escasa naturalidad de su uso, lo que los hace poco intuitivos y difícil manejo, lo que reduce su usabilidad, especialmente en el caso en el que la persona que los maneja es de avanzada edad o discapacitada.

Además, en el caso particular de las sillas de ruedas eléctricas, éstas tienen dos motores que propulsan las dos ruedas principales de forma independiente para permitir las maniobras de giro incluidos giros muy cerrados, para lo que suelen dirigirse con un joystick operado con la mano. Sin embargo, hay casos en los que esto no es posible. Por ejemplo, en personas que hayan sufrido alguna lesión en la parte alta de la médula espinal, que tengan ciertas enfermedades del sistema nervioso, que sean discapacitados intelectuales, o bien ciegos. A este grupo se pueden sumar además las personas muy mayores y/o con Alzheimer. Algunos estudios revelan que un 40% de los pacientes que usan una silla de ruedas eléctrica encuentran difícil su conducción, y entre un 5 y un 9% necesitan asistencia de otra persona.

En algunos de estos casos se puede facilitar la autonomía con las llamadas sillas inteligentes, que incorporan sensores y algoritmos utilizados en el campo de la robótica móvil que solucionan estos problemas. Sin embargo, en otros muchos casos esto no es posible y se necesita que un asistente lleve la silla.

En estos casos, las sillas suelen contar con los denominados “joysticks”, los cuales que van incorporados en el manillar trasero de la silla. Sin embargo, como ya se ha dicho, estos interfaces hombre – máquina no son siempre la herramienta más adecuada.

Por ese motivo, algunas sillas incorporan un interfaz alternativo como son las pantallas táctiles. En ellas el usuario toca la pantalla, semejante a la que tienen muchos dispositivos inteligentes hoy en día, para dirigir la silla o indicar su destino. Sin embargo, esta solución suele adolecer del inconveniente antes descrito de la falta de naturalidad en su manejo y por ende, la incorrecta interacción del hombre con la máquina, lo cual va en detrimento de la usabilidad final del conjunto.

Existen además otras soluciones conocidas en el mercado en las que un dispositivo se adapta a una silla de ruedas convencional de forma que una rueda acoplada a un motor eléctrico ayude en el impulso de la silla cuando así lo decide el asistente, quien controla la velocidad de esa rueda con un mando proporcional acoplado en el lado izquierdo del manillar. En este caso, sin embargo, no se asiste en las maniobras de giro, como hace una silla de ruedas eléctrica o los sistemas anteriormente mencionados, en los que hay dos ruedas con motores independientes que permiten asistir en maniobras de giro regulando la velocidad de cada motor por separado.

Finalmente, a modo de ejemplo puede citarse como antecedentes del estado de la técnica la Traducción de Patente Europea en España nº 2198972 T3 que lleva por título “Sistema de control de los motores eléctricos de propulsión de un carro de transporte” o la publicación “Haptic control for the interactive behavior operated shopping trolley InBOT”, Proceedings of the New Frontiers in Human-Robot Interaction Symposium at the Artificial Intelligence ES 2 394 994 Al

and Simulation of Behaviour (AISB) 2009 Convention, de los autores Göller, M., Kerscher, T., Ziegenmeyer, M., Rönnau, A., Zöllner, J.M. y Dillmann, R.

En estos casos se propone que el usuario tome un manillar o asa con sus manos y dirija el vehículo como lo haría si lo propulsara él. Sin embargo, en ellos no se usa una interfaz realmente directa entre hombre-máquina, sino que la fuerza ejercida sobre el manillar se traslada por el asa a otros puntos en los que se colocan sensores de fuerza y/o torque. Sin embargo, esta forma de actuar puede dar problemas derivados de la deformación de las bandas elásticas o de los medios utilizados para transmitir las instrucciones del usuario. Además, la deformación de esas zonas puede tener un comportamiento complejo en el tiempo como consecuencia de una dinámica compleja del conjunto y la lectura del sensor colocado en las bandas o uniones elásticas así lo iban a reflejar, haciendo el control (a partir de las lecturas del sensor) más complejo.

Descripción de la invención.

El dispositivo de conducción asistida de la presente invención que tiene por objeto introducir una nueva interfaz hombre-máquina para conducción de vehículos tales como sillas de ruedas y carros eléctricos resuelve los inconvenientes del estado de la técnica antes señalados por cuanto proporciona una conducción muy intuitiva y por tanto necesita poco o ningún entrenamiento, siendo así su usabilidad también muy alta.

Por otro lado, al no tener partes móviles el desgaste es muy reducido, es decir, el dispositivo es robusto. Asimismo está indicado para personas con movilidad reducida que no puedan accionar otra interfaz por esta causa.

Para ello, el dispositivo de conducción asistida para vehículos de la presente invención comprende al menos un sensor táctil el cual cuenta con medios no sólo para dar información de la presencia de presión en un punto de su superficie, sino también del lugar donde se produce y de la magnitud de esa presión, es decir, proporciona un mapa de distribución de presión en su superficie o imagen táctil.

Más concretamente, el sensor táctil usualmente da una imagen táctil de la misma manera que un monitor de televisión proporciona una imagen visual, donde el táctel es equivalente al pixel y en donde dicho sensor táctil podrá tener una mayor o menor resolución espacial, según la cantidad de información que se quiera obtener. Además, el sensor táctil es un dispositivo de entrada de información, es decir, si se coloca un objeto sobre el sensor táctil se obtiene un mapa de presiones que dice en qué puntos hay contacto y con qué fuerza. Esto es muy importante puesto que diferencia a estos sensores táctiles de las llamadas pantallas táctiles, que dicen en qué puntos hay contacto pero no cuál es la fuerza de contacto en esos puntos.

Así, gracias a esta característica, el sensor táctil de la invención proporciona una serie de ventajas respecto al estado de la técnica, como son, entre otras, las siguientes:

- El asa o manillar del vehículo en el cual se instala el dispositivo de la invención no tiene que moverse ni transmitir ningún esfuerzo a otro punto en el que se coloquen sensores, por tanto el diseño es más simple y menos crítico en cuanto al montaje y la mecánica del manillar.

- En dispositivo detecta en tiempo real y en todo momento si hay o no contacto con el usuario, lo que resulta muy útil para la función de parada y bloqueo del vehículo, ya que esto sucederá sólo si el usuario suelta el asa o manillar, lo que además ahorrará energía y reducirá el desgaste de los elementos de bloqueo de la silla, además de permitir una conducción más suave.

- El sensor táctil tiene además la ventaja adicional de que puede utilizarse como interfaz o panel de entrada de información como por ejemplo modos de uso, usuario, etc....

1. Dispositivo de conducción asistida para vehículos (3) destinado a instalarse en el asa o manillar (2) de dichos vehículos (3) caracterizado porque comprende:

- al menos un sensor táctil (1) que proporciona información de la presencia de presión, del lugar donde se 5 produce y de la magnitud de esa presión en un punto de su superficie;

- medios para el acondicionamiento y procesado de la información recibida por el sensor táctil (1) para identificar la intención del usuario en base a un patrón de fuerza en el asa o manillar (2) obtenido mediante la aplicación de un algoritmo; y

-medios para convertir los resultados que se obtienen del algoritmo en tensiones de entrada a una electrónica 10 de control.

2. Dispositivo de conducción asistida según reivindicación X, caracterizado por que el procesamiento de la imagen táctil del patrón de presiones ejercido por el usuario sobre el sensor táctil (1) se basa en la utilización del centro de masas de dicha imagen táctil en donde se define dicho centro de masas de la imagen táctil de un sensor táctil de NxM táctels como:

es el número de fila,

el número de columna,

el valor de la fuerza en las coordenadas Donde indicadas por e , y el punto es el centro de masas.

3. Dispositivo de conducción asistida según reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sensor táctil (1) comprende a su vez un conjunto de sensores de fuerza (8) individuales o táctels.

2.

4. Dispositivo de conducción asistida según reivindicación 3, caracterizado por que cada sensor táctil (1) comprende a su vez dos sensores táctiles (1’) y (1’’) o bien dos submatrices del mismo sensor táctil (1) , destinados a ser utilizados cada uno para cada mano del usuario.

5. Dispositivo de conducción asistida según reivindicación 4, caracterizado por que cada submatriz del sensor táctil (1) comprende seis táctels o sensores de fuerza (8) en forma de tira alargada.

2.

6. Dispositivo de conducción asistida según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los sensores táctiles (1) son del tipo piezorresistivo.

7. Silla de ruedas caracterizada por que en su asa o manillar (2) incorpora el dispositivo de conducción asistida según las reivindicaciones 1 a 6.

8. Carro eléctrico caracterizado por que en su asa o manillar (2) incorpora el dispositivo de conducción 30 asistida según las reivindicaciones 1 a 6.

ES 2 394 994 Al

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