基于脑电和肌电结合控制智能轮椅_计划书.pdf
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1、 助行科技 有限责任公司 商业计划书 2019 年制 1 目目 录录 第一章 概要.5 1.1 主要产品.5 1.2 产品优势.5 1.3 商业模式.5 1.4 市场分析.6 1.5 营销战略.6 1.6 财务分析.6 第二章 公司介绍.8 2.1 公司宗旨.8 2.2 公司介绍.8 2.3 公司框架及主要职能.8 2.4 核心团队.10 2.5 导师资源.11 第三章 产品简介.12 3.1 产业背景.12 3.2 特色.13 3.2.1 想法新颖.13 3.2.2 控制轻松.13 3.2.3 使用安全.14 3.2.4 上手友好.14 第四章 功能规划.15 4.1 运动功能.15 2 4
2、.2 避障功能.15 4.3 数据显示功能.16 4.4 参数设置功能.17 第五章 产品硬件组成.18 5.1 智能硬件.18 5.1.1 树莓派控制中心.18 5.1.2 脑电模块.19 5.1.3 肌电模块.20 5.2 驱动硬件.21 5.3 物理结构.22 第六章 软件架构.23 6.1 软件总体架构.23 6.2 脑电信号的提取.24 6.2.1 脑电波分类及其特征.24 6.2.2 脑电信号的采集.25 6.3 肌电信号的提取.26 6.4 上位机处理模块.27 6.5 虚拟小车平台.27 第七章 市场分析.29 7.1 需求背景.29 7.2 目标市场定位.29 7.2.1 目
3、标市场一.29 7.2.2 目标市场二.29 7.3 市场需求及发展预测.30 3 7.4 PEST 分析.31 7.4.1 政策因素.31 7.4.2 社会因素.32 7.4.3 经济因素.32 7.4.4 技术因素.33 7.5 竞争环境分析(五力模式).33 7.5.1 供应商的议价能力.34 7.5.2 购买者的议价能力.34 7.5.3 新进入者的威胁.35 7.5.4 替代品的威胁.35 7.5.5 行业现有企业竞争.35 第八章 营销战略.38 8.1 市场目标.38 8.2 产品与服务策略.38 8.2.1 产品策略.38 8.2.2 服务策略.39 8.3 定价策略.39 8
4、.3.1 前期定价目标维持公司运营.39 8.3.2 中后期定价策略梯队品牌定价.39 8.4 分销渠道.40 8.4.1 渠道设计.40 8.4.2 渠道优劣势分析.41 8.5 促销策略.42 8.5.1 关系营销.42 4 8.5.2 广告.43 8.5.3 公共关系.43 第九章 风险与对策.45 9.1 市场风险.45 9.2 技术风险.45 9.3 资源风险.46 9.4 财务风险.46 第十章 财务分析.47 10.1 项目资金需求.47 10.1.1 贷款融资.48 10.1.2 资金使用.48 10.2 财务数据预算.48 10.2.1 销量预测.48 10.2.2 销售预算
5、.49 10.2.3 成本、费用预算.51 10.3 财务报表及说明.54 10.3.1 利润表.54 10.3.2 资产负债表.56 10.3.3 投资现金流量表.58 10.4 财务报表分析.59 10.4.1 财务比率分析.59 10.4.2 NPV、IRR 分析.60 10.5 风险资本退出.60 5 第一章第一章 概要概要 本项目团队致力于发展一套基于脑电和肌电结合控制的智能护理产品,包括头戴式生物电(脑电、肌电)采集设备、驱动控制系统和智能轮椅。此外,在以此产品为主打产品的同时,团队将成立助行科技有限责任公司,以协助“推进实施健康中国战略,创新服务模式,满足人民群众日益增长的医疗卫
6、生健康需求”为初衷,努力健全“互联网+医疗健康”服务体系。1.1.1 1 主要产品主要产品 公司主要产品为一套基于脑电和肌电结合控制的智能护理产品,包括头戴式生物电(脑电、肌电)采集设备、驱动控制系统和智能轮椅。轮椅通过眨眼产生的肌电波控制轮椅切换成前进、后退和停止状态;通过左(右)咬合肌收缩控制左(右)转。此外,还通过由脑电波计算出的放松度和专注度,经数学转换后得出一个值控制轮椅前进和后退的速度。1.1.2 2 产品优势产品优势 公司产品主要优势为想法新颖,即现在市面上大多智能轮椅产品都只由单一信号控制,而本公司产品由两种生物电信号结合控制。此外,还具有控制轻松、使用安全,以及上手友好等优势
7、。1.1.3 3 商业模式商业模式 本公司将以佛山为总部所在地,率先与佛山市各三甲医院(如佛山市第一人民医院)建立合作。先以推广为首要目的,免费向医院提供若干套智能轮椅产品。在得到一定的认知度与肯定度后,会与医院建立长期的合作关系,并逐渐将合作范围扩大至广佛及珠三角地区。此外,公司会定期回收院方及使用者对公司产品的建议与反馈,对现有产品进行更新,以提升产品质量与用户使用满意度,并进一步提升公司知名度,扩大公司的盈利机遇。6 1.1.4 4 市场分析市场分析 本公司产品的目标市场定位主要为老年人群及残疾人群。数据显示,2018 年末,我国 60 周岁及以上人口 24949 万人,占总人口的 17
8、.9%。据专家的预测,到 2050 年,中国老年人口将达到 4.8 亿,几乎占全球老年人口的四分之一。此外,我国残疾人数量以每年 200 万左右的速度快速增长,其中肢体残疾人群约占30%。目前市场上的轮椅普遍为手动操作杆式,对于肢体行为受限的残疾人来说使用非常不便。因此,如何提高他们的活动自由度,是当今亟待解决的社会问题。1.1.5 5 营销战略营销战略 本公司定价策略共分为三期。前期为市场开拓阶段,将采用“折扣定价”的方式,在维持公司正常运营的前提下,扩大公司的知名度。中后期为品牌培育阶段,将采用“梯队品牌定价”的方式。该方式既能保持产品的市场份额,又能在一定程度上提高公司产品的竞争力,很大
9、可能地避免了价格战的发生。1.1.6 6 财务分析财务分析 项目团队参照佛山市小微型软件开发企业的财务数据,对未来五年的财务报表数据进行了预测以及财务分析。通过分析结果可见,公司项目盈利能力强、值得投资。表格 1 为预期投资所得的净现值(NPV)及内含报酬率(IRR)数据:NPV IRR 185345 元 103%表格 1 NPV 及 IRR 数据 7 表格 2 为公司未来五年的预期净利润数据:年份年份 2019 2020 2021 2022 2023 净利润净利润 120913 元 128748.9 元 161696.2 元 169287.7 元 185798.2 元 表格 2 未来五年预期
10、净利润数据 8 第二章第二章 公司介绍公司介绍 2.2.1 1 公司公司宗旨宗旨 本公司秉承着“以人为本,创新服务”的理念,通过“互联网+医疗健康”的模式,致力于发展和完善适合中老年人士、行动不便人士及残疾人士的智能轮椅产品,并建立一套完备的销售与售后服务体系。2.2.2 2 公司介绍公司介绍 助行科技有限责任公司由项目团队成员刘斯语、刘鑫琪、叶耀光、吴沛鑫创建,主要从事基于脑电和肌电结合控制的智能轮椅产品链的设计、开发、销售及维护工作。本公司将以佛山为总部所在地,率先与佛山市各三甲医院(如佛山市第一人民医院)建立合作,并逐渐将合作范围扩大至广佛及珠三角地区。2.2.3 3 公司框架公司框架及
11、主及主要职要职能能 由于本公司为初创型公司,规模较小,故目前的公司框架为较简单的直线制组织结构。其优点为“结构简单、责任分明、命令统一”,即各级行政单位从上董事会总经理技术总监销售总监财务总监图 1 公司框架 9 到下实行垂直领导,下属部门只接受一个上级的指令,各级主管负责人对所属单位的一切问题负责。待公司规模扩大至一定程度后,会随之调整公司框架。根据目前的公司框架(如图 1),各层级主要职能如下:1.董事会:(1)负责召集股东大会,向股东大会报告工作;(2)决定经营计划和投资方案;(3)制定公司相关方案(如财务预算方案、利润分配方案等)。2.总经理:(1)根据公司整体发展战略及规划,制订公司
12、经营管理工作计划;(2)制订办公制度、管理规章制度;(3)指导、监督与规范化公司管理;(4)指示、督办公司重要决策和落实情况。3.技术总监:(1)负责生产计划的下达;(2)负责生产技术、产品质量的管理;(3)负责对员工的考勤与部署工作;(4)组织对生产人员的培训与考核工作。4.销售总监:(1)制定销售管理制度、产品及物资管理制度;(2)编制年度、季度及月度产品销售计划;(3)负责编制销售统计报表;(4)及时汇总产品需求量计划,合理平衡产品供货计划;(5)做好产品售后服务工作及广告宣传。5.财务总监:10(1)建立健全公司财务管理、会计核算等有关制度;(2)定期编制年度、季度及月度财务会计报表;
13、(3)负责公司固定资产台账的建立、流动资金的管理;(4)负责公司财务审计和会计稽核工作;(5)加强资产管理,实现公司资产的保值增值。2.2.4 4 核心团队核心团队 表格 3 核心团队架构表 姓名姓名 学院学院 职责职责 刘斯语刘斯语 软件学院 总经理 刘鑫琪刘鑫琪 软件学院 硬件产品开发 叶耀光叶耀光 软件学院 软件产品开发 吴沛鑫吴沛鑫 国际商学院 财务管理 市场分析与营销 如表格 3 所示,项目团队成员来自不同的学院与专业,涉及领域广泛,团队分工明确。团队成员均来自华南师范大学。其中,刘斯语担任总经理一职,负责统筹全局;刘鑫琪曾担任过校级金种子项目并结题良好,也曾参加过程序设计竞赛并获得
14、一定的成绩。具有一定的项目开发能力和解决能力,并且具有良好的设计思维能力,在团队中负责产品的硬件开发;叶耀光也曾参加并完成过若干个课外科研项目,因此有一定的程序设计能力和项目经验,在团队中负责产品的软件开发;财务负责人吴沛鑫专业为财务管理,具有丰富的财务管理经验,是中国地区美国注册管理会计师持证者,能为企业提供可行的全面预算,为项目的落地提供强大的财务支持。同时兼任市场分析与营销的职位,通过准确预测市场动向,及时调整营销战略,为新产品顺利进入市场提供支持。11 2.2.5 5 导师资源导师资源 表格 4 项目指导老师 姓名姓名 职称职称 擅长领域擅长领域 潘家辉潘家辉 副教授 脑-机接口 李诗
15、田李诗田 副教授 财务分析 项目团队所在学院将提供相关经验丰富的专家导师团队支持,以确保项目的顺利实施。12 第三章第三章 产品简介产品简介 3.3.1 1 产业背景产业背景 进入 21 世纪以后,我国经济得到了飞速的发展人民的生活水平也得到极大的改善,随着科技、医疗技术的突破,我国的人均寿命也在不断地提高。随着我国人口总量的不断增加和人口结构化的改变,我国老年人所占人口的比重已经越来越大。根据相关部门的统计,2015 年我国 60 周岁以上的人口约为 2.02 亿,占总人口比重的 14.95%。估计到 2020 年我国老年人口将达到 2.48 亿,到 2050 我国老龄人口将达到 4 亿以上
16、,占总人口的 30%以上,所以老年人的问题越来越多的得到了人们的重视。由于年龄的增加,老年人身体的各种机能都会有不同程度的退化,并且由于我国计划生育政策的影响,在许多家庭中子女无法全天候的照顾老人。此外,随着社会的发展和人类文明程度的提高,人们特别是残疾人越来越需要运用现代高新技术来改变他们的生活质量和生活自由度。因为各种交通事故、天灾和种种病状,每年均有成千上万的人丧失一种或多种能力(如行走、动手能力等)。随着各国老龄人口的不断增多,将会极大的刺激对智能轮椅的需求,所以智能轮椅的未来市场将非常的庞大。与此同时许多国家也越来越重视对智能轮椅的研发,但是智能轮椅要想市场化,其研发就需要结合使用者
17、的实际情况尽可能的满足用户需求。轮椅的使用者多为老年人,且在大多数情况下没有子女的陪护,因此智能轮椅应该具有一定的监护功能,并且在人机交互方面要与老年人的实际需求相结合越简单越好。综上所述,智能轮椅作为帮助老年人重新融入社会,使老年人获得更好生活的民生项目,其研究具有重要的使用价值和社会意义。因此,解决行动不便者的自理能力和看护问题是最重要和非常紧迫的。对用于帮助行动不便者移动的智能轮椅的研究已逐渐成为热点。综上所述,智能轮椅作为帮助行动不便者重新融入社会,使行动不便者获得更好生活的民生项目,其研究具有重要的使用价值和社会意义。智能轮椅的未来市场将非常的庞大。但是智能轮椅要想市场化,其研发就需
18、要结合使用者的实际情况尽可能的满足用户需求。轮椅的使用者多为行动不便者,且在大多数情况下没有亲人的陪护,因此智能轮椅应该具有一定的监护功能,并且在人机交互方面要与老年人的实际需求相结合,越简单越好。13 而目前市场上的大部分代步工具都需要用户对控制杆或者按键进行操作,对于高位截瘫患者及其地不友好及不方便,怎样为更多人群提供一个可靠的代步工具,使他们重获自由,是如今急需解决的难题之一。为了解决这一问题,越来越多的国家开始研究智能轮椅。随着科技的发展和各种科学的突破轮椅的功能也越来越完善,现在的智能轮椅不仅能够帮助行动不便者自由行动,还可以起到监护行动不便者的作用。而随着对脑电波的不断研究深入,许
19、多专家提出了利用脑电波信号来实现对轮椅的控制,即依靠患者的意念来控制轮椅的运动。这使得肢体功能有障碍的人群重新获得了自理能力,并且能够实现与外界的互动交流。但是同时又出现了一个新的问题,那就是现有的实验研究都需要频繁地利用脑电波控制,这对于本身就容易产生疲劳的重度肢体功能不健全的患者来说,无疑会造成极大的精神负担。基于此,本产品研究一种结合脑电波和肌电波控制的新型智能轮椅系统,这种轮椅可以依靠用户产生的脑电波和肌电波,控制轮椅的运动状态,无需用户频繁地发出控制指令,因而可以在很大程度上减轻用户的脑力负荷。3.3.2 2 特色特色 3.3.2 2.1 1 想法新颖想法新颖 本产品主要利用人体头部
20、行为动作产生的生物电(脑电波和肌电波),将脑电波和肌电波相结合,转化成不同的信号指令,共同控制轮椅的运动状态。经测试对比,此做法的控制效果比脑电波信号单一控制或者肌电波信号单一控制要优异、用户控制更轻松,更容易实现,使得开发成本有效降低。因此,高位截瘫者也适用于本产品。具体地,由咬合肌因咬左牙或右牙产生的肌电波来控制轮椅左转和右转;由眨眼产生的肌电波控制轮椅切换成前进、后退和停止状态;由脑电波计算出放松度和专注度,经数学转换后得出一个值控制轮椅前进和后退的速度。3.3.2 2.2 2 控制轻松控制轻松 本产品采用基于状态的控制方法,只要用户不做出其他命令的对应动作,上位机便不会向下位机发送其他
21、命令切换轮椅运动状态,轮椅将会延续之前的运动 14 状态继续运行,因此无需用户频繁地发出做出动作来发送控制命令,因而可以在很大程度上减轻用户的使用负荷;且针对各个命令的对应头部行为动作有较高的识别率,用户能够快速上手,轻松地控制轮椅进行移动。3.3.2 2.3 3 使用安全使用安全 1.用户能够快速精准地切换模式来满足不同情况的运动状态需求。当前进速度过快时,可以快速地切换后退或停止状态来达到减速的效果 2.为了运动的安全,采用速度层级策略来控制速度。从低速到高速需要经历多个不同的层级,低层到高层的跨越需要满足逐渐严苛的控制条件,从而在保证运动速度的情况下也能保证运动的安全性;3.利用红外线和
22、超声波避障技术检测周围环境和障碍物,并能自动进行停止操作。3.2.43.2.4 上手友好上手友好 1.可以使用模拟小车软件和实体小车模拟轮椅的运动,同时也可以用于平常训练脑电波和肌电波的控制。2.控制程序中存在默认参数,默认参数适合大多数用户的使用习惯,同时允许用户自行设置程序的基本参数,满足个别用户的使用习惯。3.数据可视化。用户可以看到即时检测到的专注度、放松度、咬合肌咬合强度、眨眼强度等控制参数,也可以看到轮椅运行时的速度等运动参数。15 第四章第四章 功能规划功能规划 4.4.1 1 运动功能运动功能 运动功能包含有五种基本的运动轨迹:停止,前进,后退,左转,右转。为实现运动功能,本产
23、品利用了脑电波和肌电波两种生物电,通过头部某些行为来对应不同的指令,根据不同的指令控制产品完成不同的运动方式。具体地,通过设备从前额获取到原始的电波,从原始的电波中通过一定的数学运算计算出专注度和放松度;从原始的电波中识别出用户是否眨眼以及眨眼强度。而后系统若在一定时间内检测到用户眨眼达到一定的次数,将控制轮椅依次切换运动模式为前进、后退和停止;通过放松度和专注度,将放松度和专注度经过数学转换后得到一个速度控制值,利用速度控制值来控制的控制轮椅的速度。若系统检测到用户持续保持速度控制值一段时间,且这个速度控制值达到了下一个速度层级,则系统发送命令控制轮椅变换动力,使速度达到下一个速度层级所要求
24、达到的速度。同时,在轮椅处于非停止状态时,用户可以通过左侧咬合或右侧咬合来控制轮椅左转或右转。4.4.2 2 避障功能避障功能 本产品采用结合红外线和超声波两个常用障碍检测方式进行避障,原因是:1.超声波测距可达 2 米,红外线测距 15 厘米;2.超声波一般对移动物体、平面物体、相对比较准确,碰到透明玻璃也可以检测,对于细长形的物体,但是碰到松软的界面,经常无法形成有效的反射。红外对反射面的松软关系不大,但是对透明的东西检测有困难,一般来说是探测人体,生物体的;3.红外线感应器即使没有直接被阳光直射到,也可能被太阳辐射影响到红外信号,导致红外线感应器失效;16 4.当轮椅正在运动时,红外线避
25、障装置和超声波避障装置将会开启并检测运动路径上是否存在障碍物,如果靠近障碍物,轮椅将进行强制中止,此时需要用户下达其他新的指令来激活轮椅。4.4.3 3 数据显示功能数据显示功能 为了让用户知晓当前设备运行情况及有关数据,本产品在轮椅前设置上位机,当设备启动时,上位机除了一些基本的参数,还会从咬合肌肌电模块和脑电模块的设备中不断地获取即使原始的数据。咬合肌肌电经处理后得到肌电信号强度、咬合力度,咬合方向三个参数;脑电经处理后得到脑电信号强度、速度控制值、眨眼力度等参数。若参数和前置条件符合某项命令的触发条件,则上位机将向下位机传输控制命令。而轮椅在运动过程中,下位机将实时监控并从各传感器中获取
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