智能視覺導盲手杖的制作方法
【技術領域】
[〇〇〇1]本實用新型涉及的是一種智能視覺導盲手杖，特別是一種CCD視覺識別并實時將路面信息采用語音形式提示的智能視覺導盲手杖，屬于視障人士輔助出行工具，尤其適用于全盲人士的生活電子產品領域。
【背景技術】
[0002]盲人是一個特殊的群體，他們由于先天或者后天的原因喪失了視覺機能，日常生活特別是出行受到很大的制約。世界衛生組織估計全世界有盲人4000萬到4500萬，我國有視力殘疾患者近1300萬，其中盲人約550萬，低視力約750萬。現實生活中，大部分的盲人都是通過普通的竹、木杖或者普通盲杖來輔助行走，這種盲杖僅是一根普通的長桿，它只能通過探測局部的障礙、對路面及空中的危險障礙只能限制在盲杖所能觸及的范圍，即使目前普通盲杖通過夜視發光油漆等來提高被動識別能力，但盲人無法主動知曉是否被他人已經有效識別。
[0003]通過技術檢索，涉及智能導盲杖的專利申請較多，但大部分均采用超聲波探測方式來作為主要的智能技術，其中最具代表性的是專利申請號201520191324. 8,一種智能導盲杖，該實用新型公開了采用2個不同高度的超聲波測距模塊，識別前方障礙物，能基于2個超聲波測距模塊測得的距離差值判斷前方障礙物是樓梯還是普通墻壁，將識別結果進行語音提示。超聲波測距是一項公知技術，探測角度對測距有非常大影響，讓盲人在使用過程中要保持杖桿的傾斜角不變是非常困難的，所以該實用新型也僅是理論上的可行，在使用中不能保障探測結果穩定真實。
[0004]又，如專利CN201310711816公開了一種基于圖像識別的智能導盲杖，智能導盲杖由手型杖柄、智能杖體、滾輪杖尖和藍牙耳機四部分組成，在導盲杖內嵌入人機交互子系統、路況識別子系統、導航子系統和滾輪制動系統。為了配合導盲杖的圖像識別，本發明對現有盲道加以改進。本發明采用圖像識別處理的方法，有效識別盲道與公交信息，協助盲人安全獨立的出行。視覺識別技術也非常普遍的應用在現代生活中，該專利也僅是把應用在智能車等方面的尋道技術引用到了導盲杖上，特別是需要配套的進行特殊盲道的設置，推廣限制受市政環境的影響過于明顯。在目前，各城市雖然對盲道有所改善，但人為占道情況仍然不容樂觀。
【發明內容】
[0005]為了克服上述【背景技術】中涉及的不足，設計一款可以真實應用的導盲手杖，并使手杖本身就可以達到輔助行走的功能，本實用新型提供了一種智能視覺導盲手杖。
[0006]為了更好地幫助盲人克服行走及社交方面的困難，在導盲手杖中融入了諸多科技元素，讓視障人士可以輕松掌握朋友的行蹤，并且依靠導盲手杖的GPS導航系統、超聲波探測器、CCD視覺、GPRS預置求助系統、藍牙公交信息交互等內置設備掌握行進方向。
[0007]本實用新型主要由導盲手杖和藍牙耳機兩部分組成，耳機選擇藍牙4. 0產品，兼容市面上絕大部分產品。耳機能夠將信息如路面障礙物、運動的行人、汽車、約見朋友的位置等實時傳達給使用者，幫助他們隨時調整前進方向。在無耳機條件下導盲手杖也可以通過揚聲器來傳達訊息；導盲手杖不僅可以探測路面、空中障礙，同時也與GPS導航系統相連接，通過自動實時播報方向、距離信息將使用者帶向正確的方向。導盲手杖采用可充電式設計，同時手杖還可以利用陀螺儀系統監測跌落狀況，發生摔倒情況時可以發出聲光報警，并通過GPRS網絡向預設定的手機發送報警求助信息。可以幫助視障人士更好地找到目的地并實現與他人互動，按下求助鍵也可以啟動報警求助系統，使用人可以通過語音方式發出求助內容，發出的信息包含使用人的當前地圖位置、求助內容等，方便得到第一時間的救援。
[0008]本實用新型的有益效果：通過視覺和超聲波結合的方式，通過自主調整的陀螺儀功能保持探測方向和探測角度不受使用人持杖狀態的影響，GPS與GPRS的結合使報警求助得到完整體現。視覺圖像與GPS地圖的結合，使視覺完全脫離任何標定引導參考物，真正實現視覺導盲。
【附圖說明】
[0009]圖1為智能視覺導盲手杖外形示意圖。
[0010]圖2為探測模塊陀螺儀調整機構示意圖。
[0011]圖3為智能視覺導盲手杖功能框圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0013]圖1為智能視覺導盲手杖外形示意圖，手杖把套2安裝在手杖上桿1的頂部，在手杖把套2上設有S0S鍵8,手杖把頭21安裝在手杖把套2的頂部并設置有語音設置鍵9 ;手杖上桿1與手杖下桿5通過監測倉3連接，手杖端套4安裝在手杖下桿5的尾部。監測倉3內部設置有CCD攝像機7、超聲波探測模塊6。CCD攝像機7實時采集當前路況、運動物、障礙物信息，通過MCU運行系統將信息轉化為三類信號，一是具有運動特征的物體(人、動物、車輛);二是具有固定特征的物體(障礙物、臺階/梯、樹木/電桿、停放的車輛);三是具有路口交通信號燈的視覺識別處理功能，按照信號燈的變化把當前信號燈狀態反饋給路線提示系統；系統按照先左后右的通行計算規則進行行進路線規劃，結合超聲波測距系統進行語首指弓I 〇
[0014]圖2為探測模塊陀螺儀調整機構示意圖，(XD攝像機7安裝在(XD安裝座11上，超聲波探測模塊6安裝在超聲波探測頭安裝座12上，兩組監測器件均安裝在監測器件擺架13上，安裝在監測器件擺架13中部的陀螺儀模塊14對監測器件進行傾斜度檢測，陀螺儀模塊14連接微型電機15驅動微型絲桿副17,監測器件擺架13進行大地水平調整，保持C⑶攝像機7及超聲波探測模塊6視角不受手杖傾斜影響，始終保持水平向前。3D陀螺儀芯片構建的陀螺儀模塊14姿態調整系統，實時的調整CCD及超聲波探測系統的水平監測，手杖的直立和傾斜都可以保障視覺監測器件保持水平向前的視野。結合陀螺儀的跌落監測功能，用跌落發生狀態下的觸發來啟動報警系統。
[0015]圖3為智能視覺導盲手杖功能框圖，MCU主控電路板集成了 GPS導航模塊、GPRS信息交互模塊、藍牙交互模塊、語音交互模塊。MCU引導GPS模塊進行實時定位，內部運行TF卡地圖文件，實現語音導航功能，導航目的地依靠語音輸入。導航提示按照地圖路線結合視覺路線進行擬合。GPS位置信息數據在報警觸發時自動反饋給軟件，正常情況下不進行存儲。
[0016]內置GPRS通訊，報警觸發時主動進行預留機主通信。報警分二類情況，一是主動報警求助，按觸S0S鍵后可以進行求助內容的語音錄入，發出信息內容為GPS地圖位置及語音內容；二是被動報警求助，陀螺儀發生的跌落觸發后，發出的信息內容為GPS地圖位置及跌落前5秒時間的前方狀況描述信息。在跌落報警發生時，手杖自動進入求救模式，發出聲光報警信號，播報預留機主號碼利于周圍行人幫助。
[0017]藍牙4. 0模塊，實時搜索藍牙耳機，自動連接并傳遞語音信息；在社會化助盲條件成熟后，接收如公共汽車等交通工具的藍牙信息，提示使用者車輛線路號信息，完善社會化建設，實現盲人自主乘坐公共汽車的目標。
[0018]通過以上實施例的具體說明，基本再現了本實用新型的機械與系統結構，通過智能視覺導盲手杖本體與控制分析軟件的交互配合，可以實現本實用新型的功能需要。
【主權項】
1.一種智能視覺導盲手杖，主要由手杖上桿、手杖把套、監測倉、手杖下桿、手杖端套、手杖把頭組成，其特征在于：手杖把套2安裝在手杖上桿1的頂部，在手杖把套2上設有SOS鍵8,手杖把頭21安裝在手杖把套2的頂部并設置有語音設置鍵9 ;手杖上桿1與手杖下桿5通過監測倉3連接，手杖端套4安裝在手杖下桿5的尾部，監測倉3內部設置有CCD攝像機7、超聲波探測模塊6 ;又，CCD攝像機7安裝在CCD安裝座11上，超聲波探測模塊6安裝在超聲波探測頭安裝座12上，兩組監測器件均安裝在監測器件擺架13上，安裝在監測器件擺架13中部的陀螺儀模塊14對監測器件進行傾斜度檢測，陀螺儀模塊14連接微型電機15驅動微型絲桿副17,監測器件擺架13進行大地水平調整，保持(XD攝像機7及超聲波探測模塊6視角不受手杖傾斜影響，始終保持水平向前。2.—種如權利要求1所述的智能視覺導盲手杖，其特征在于：智能視覺導盲手杖由嵌入式MCU控制器、GPS導航模塊、超聲波探測器、C⑶視覺模塊、GPRS預置求助模塊、藍牙公交信息交互模塊內置設備組成，利用陀螺儀模塊監測跌落狀況，發生摔倒情況時發出聲光報警，并通過GPRS網絡向預設定的手機發送報警求助信息。
【專利摘要】一種智能視覺導盲手杖，主要由手杖上桿（1）、手杖把套（2）、監測倉（3）、手杖下桿（5）、手杖端套（4）、手杖把頭（21）組成。并且依靠導盲手杖的嵌入式MCU控制器、GPS導航系統、超聲波探測器、CCD視覺系統、GPRS預置求助系統、藍牙公交信息交互等內置設備掌握行進方向，導盲手杖采用可充電式設計，同時手杖還可以利用陀螺儀系統監測跌落狀況，發生摔倒情況時可以發出聲光報警，并通過GPRS網絡向預設定的手機發送報警求助信息。
【IPC分類】A61H3/06
【公開號】CN205094948
【申請號】CN201520676848
【發明人】過賓
【申請人】吉安伊斯德納科技有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年9月4日