一種手視感知裝置及手視感知手套的製作方法

2023-06-16 00:29:46

專利名稱：一種手視感知裝置及手視感知手套的製作方法
技術領域：
本發明涉及導盲設備器材領域，特別是涉及一種手視感知裝置及手視感知手套。
背景技術：
一般情況下，盲人活動時是通過手探索直接觸摸物體而感知物體的存在與屬性， 但無法知道物體的顏色；在戶外活動時，也多採用導盲杖或電子超聲導盲杖裝置、或電子超 聲導盲帽等專門輔助步行的導盲裝置，主要用於對盲人周圍物體障礙的識別，輔助盲人步 行時避讓障礙物，相對人體位置固定，而這些導盲裝置能監測的範圍相對距離較大，一般:3m 範圍，但是盲人除了步行外，平時生活工作中以手活動最為頻繁，活動的隨意性大，以上導 盲裝置不能起到導盲作用，至今仍然缺乏輔助盲人對物體方位和顏色識別的裝置，不利於 盲人手工工作和生活。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是彌補上述現有技術的不足，提出一種手視感知裝 置及手視感知手套，實現近距離探測物體的方位和感知欲接觸的物體的顏色，盲人在使用 時能夠迅速察覺物體所構成的周圍空間和物體的顏色，輔助盲人手工工作和生活。本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決
所述手視感知裝置，包括超聲波傳感器和色度傳感器、控制器及提示裝置，超聲波傳感 器為兩組，超聲傳感器和色度傳感器同時均與控制器相連，測量附近物體的距離和接觸物 體的顏色，輔助盲人感知物體特徵。優選的，所述色度傳感器是全數字三維色度傳感器，以直接輸出全數位訊號給控 制器，使用更方便。優選的，所述提示裝置是語音播報器、震動器和蜂鳴器中的至少一種。所述的手視感知手套，包括手套主體，在手套主體上設置有如上任意一項所述的 手視感知裝置。優選的，所述手套主體的至少手掌部為塑膠件或者在所述手套主體的至少手掌部 設有塑膠件，所述手視感知器設置在所述塑膠件上。優選的，每組所述超聲波傳感器包括配合使用的發射超聲波傳感器和接收超聲波 傳感器，兩組所述超聲傳感器分別按大拇指和食指兩個方向布置，可以近距離感知兩個不 同方向的感應區域物體存在，從而「感觸」到物體位置。優選的，所述兩組超聲波傳感器由於都有一定的探測角，測量大拇指、食指兩個方 向物體的同時，需要避免手指動作帶來的誤判幹擾，傳感器安裝位置確定應避免將手指活 動作為感應探測對象，即避免將手指活動誤判，因此，對應食指方向的超聲傳感器組安裝是 這樣的超聲波的發送軸線方向與食指方向的夾角為α，β/2彡α彡90。-β/2, β為 超聲波傳感器的探測角，和/或對應拇指方向的超聲傳感器的安裝是對應所述拇指方向 的超聲波傳感器組的安裝使得超聲波的發送軸線方向與拇指方向的夾角為Υ，β/2 < γ
3^ 90。-β/2, β為超聲波傳感器的探測角。優選的，所述色度傳感器設置在所述手套主體的虎口部位，用於測量即將接觸或 接觸的物體的顏色。本發明與現有技術對比的有益效果是由於超聲波傳感器分成兩組，可以測量近 距離(約Im範圍內)的物體的方位，使盲人能迅速察覺到存在的物體，同時設有色度傳感器， 用於測量即將接觸的物體的顏色，以輔助盲人對物體特性的識別，易於輔助盲人手工工作 和活動。


圖1是本發明實施例的手視感知手套立體示意圖； 圖2是圖1的手視感知手套分解示意圖3是本發明實施例的手視感知手套佩戴示意圖； 圖4是本發明實施例的測量系統圖。
具體實施例方式下面對照附圖和結合優選具體實施方式
對本發明進行詳細的闡述。所述手視感知裝置，包括提示裝置、控制器和超聲波傳感器，所述控制器分別與所 述超聲波傳感器和提示裝置相連，還包括色度傳感器，所述色度傳感器與所述控制器相連， 用於測量物體的顏色，所述超聲波傳感器包括兩組。所述的手視感知手套，包括手套主體，在手套主體上設置有所述的手視感知裝置。具體來說，如圖1、2、3所示，本實施例的手視感知裝置為手視感知手套，手套主體 為皮製件12，在皮製件12的手掌部上設置有塑膠件1，其構成測量系統的上殼，控制器11 中嵌有微型計算機，置於塑膠件1內部，兩組超聲波傳感器3、5、8、9，每組中發射超聲波傳 感器為5和8，接收超聲波傳感器為3和9，3和5構成一組，8和9構成一組，在本實施例的 手套中，將兩組超聲波傳感器相交90度布置，且3、5的法線方向與拇指方向成45度安裝， 8、9的法線方向與食指方向成45度安裝，當然，實踐中，兩組超聲波傳感器並不一定相交90 度布置，只需要滿足對應食指方向的超聲傳感器組安裝使得超聲波的發送軸線方向與食指 方向的夾角為α，β/2 < α < 90。-β/2，和/或對應拇指方向的超聲傳感器的安裝使 得超聲波的發送軸線方向與拇指方向的夾角為Y，β/2 ^ Y ^ 90^ -β/2, β為超聲波 傳感器的探測角。將超聲波傳感器3和5直接焊於控制電路板4上，將超聲波傳感器8和9 直接焊於控制電路板10上，控制電路板4和10分別與控制器11連接(當然，實踐中，也可 以直接將超聲波傳感器3、5、8、9直接與控制器11連接)，色度傳感器6置於虎口上部位置， 通過柔性電纜與控制器11相連，用於檢測即將接觸的物體的顏色，提示裝置7為語音播報 器、蜂鳴器或震動器，根據控制器11上以物體的檢驗信號為依據，由提示裝置7直接輸出發 出蜂鳴聲或震動或語音以提示盲人物體的位置和距離及物體的顏色，此外，還設有各部驅 動用的電源和開、關切換用的電源開關2，本實施例的電源由鋰電池提供，其設置在可擰進 擰出的帶螺絲膠蓋的手套內部。超聲波傳感器3、5、8、9、提示裝置7、色度傳感器6、控制器11和電源相連接構成一 個閉合的電路，打開電源開關2，超聲波傳感器3、5、8、9開始工作，發射超聲波傳感器5和8向外發射一束超聲波，然後接收超聲波傳感器3和9接收返回的一束超聲波輸出物體位 置距離信號通過控制電路板4和10傳送給控制器11，本實施例用的色度傳感器為全數字 三維色度傳感器，測量即將接觸的物體的顏色，直接輸出全數字色度信號給控制器11，控制 器11中的計算機處理系統根據傳過來的距離信號的頻率、時間間隔進行分析判斷前方物 體的位置和距離，並根據色度信號得到色度坐標，識別顏色特性，根據控制器11的處理結 果發出語音或震動或蜂鳴等提示，由於兩組超聲波傳感器垂直相交設置，各自探測角度為 80度，能測量Im範圍內的物體的方位，使得測量更加準確和合理，提示裝置發出的提示信 息可以分為幾個等級，如lm，60cm，40cm，30cm以及其他各等級，通過計算機編程人來實現 使每個等級發出的信息提示依次發生變化，例如，如果是蜂鳴聲，越靠近物體，發生間隔就 越短，通過縮短發聲間隔提示盲人與物體的距離，或者，如果是震動提示，則可以由弱到強 的震動以提示盲人與物體的距離；或者如果是語音提示，則直接通過語音告知盲人與物體 的距離，或者以上提示方式的組合也能實現物體距離和位置的提醒，當然不限於所列舉的 提示形式。當然，也可以用既能發射超聲波也能接收超聲波的超聲波傳感器代替上述的接收 超聲波傳感器和發射超聲波傳感器。當然，手視感知裝置也可以是手持棒之類的，如手電筒，將超聲波傳感器3、5、8、9， 色度傳感器6都裝配在手電筒本體的前部，電源和嵌有微型計算機的控制器11在手電筒 後部，提示裝置安裝在手電筒本體的內部，此外，電源開關2則可以與手電筒的操作開關一 樣，安裝在本體外殼的外表面。當然不限於以上列舉的形式，只要將以上能實現物體位置、距離和顏色檢測的各 個元件按要求裝配在一個便於攜帶的載體上均能達到本發明的效果。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發明構思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當 視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種手視感知裝置，包括超聲波傳感器、控制器及提示裝置，超聲傳感器與提示裝置 均與控制器相連，其特徵在於所述超聲波傳感器包括兩組，用於測量附近物體的距離，還 包括色度傳感器，所述所述色度傳感器與所述控制器相連，用於測量接觸物體的顏色，輔助 盲人感知物體特徵。
2.如權利要求1所述的手視感知裝置，其特徵在於所述色度傳感器是全數字三維色 度傳感器。
3.如權利要求1或2所述的手視感知裝置，其特徵在於所述提示裝置是語音播報器、 震動器和蜂鳴器中的至少一種。
4.一種手視感知手套，包括手套主體，其特徵在於在手套主體上設置有如權利要求 1-3任意一項所述的手視感知裝置。
5.如權利要求4所述的手視感知手套，其特徵在於所述手套主體的至少手掌部為塑 膠件或者在所述手套主體的至少手掌部設有塑膠件，所述手視感知器設置在所述塑膠件 上。
6.如權利要求4所述的手視感知手套，其特徵在於每組所述超聲波傳感器包括配合 使用的發射超聲波傳感器和接收超聲波傳感器，兩組所述超聲傳感器分別按大拇指和食指 兩個方向布置，可以近距離感知兩個不同方向的感應區域物體存在，從而「感觸」到物體位置。
7.如權利要求6所述的手視感知手套，其特徵在於對應所述食指方向的超聲波 傳感器組的安裝使得超聲波的發送軸線方向與食指方向的夾角為α，β/2 ^ α ^ 90^ -β/2, β為超聲波傳感器的探測角。
8.如權利要求6或7所述的手視感知手套，其特徵在於對應所述拇指方向的超聲 波傳感器組的安裝使得超聲波的發送軸線方向與拇指方向的夾角為Y，β/2 ^ Y ^ 90^ -β/2, β為超聲波傳感器的探測角。
9.如權利要求4所述的手視感知手套，其特徵在於所述色度傳感器置於虎口位置，用 於測量即將接觸或接觸的物體的顏色。
全文摘要
本發明公開了一種手視感知裝置，包括提示裝置、控制器、超聲波傳感器和色度傳感器，所述控制器分別與所述超聲波傳感器和提示裝置、色度傳感器相連，所述超聲波傳感器包括兩組；本發明還公開了一種手視感知手套，包括手套主體，以及在手套主體上設置了所述的手視感知裝置。本發明能實現近距離探測物體的方位，盲人在使用時能夠迅速察覺物體所構成的周圍空間，輔助盲人手工工作和生活。
文檔編號A61H3/06GK102133143SQ20111006936
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月22日 優先權日2011年3月22日
發明者劉萍 申請人:深圳典邦科技有限公司