基於fpga的盲人語音導航裝置製造方法
2023-06-18 03:12:31 1
基於fpga的盲人語音導航裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基於FPGA的盲人語音導航裝置。盲人用探路裝置在提供探路幫助時，存在體積大、不便於攜帶、不具有語音提示功能。一種基於FPGA的盲人語音導航裝置，其組成包括：手杖外殼（1），手杖外殼底部安裝萬向滾輪（2）、頂部連接手持端（3），手持端表面具有電源開關（4）和音頻輸出插口（5）；手杖外殼安裝LED顯示屏（6）、步長修改按鈕（7）、太陽能電池板（8）、超聲波發射傳感器（9）和超聲波接收傳感器（10）；手杖外殼內部安裝控制電路板（11）和電源管理裝置（12），控制電路板上集成FPGA內核（13），FPGA內核連接語音發生器（14）和放大電路（15）。本實用新型應用於盲人手杖。
【專利說明】基於FPGA的盲人語音導航裝置
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型涉及一種基於FPGA的盲人語音導航裝置。
[0003]【背景技術】:
[0004]盲人是特殊的社會群體，他們需要更智能的探路導航服務。然而許多探路裝置在提供探路幫助時，存在體積大、不便於攜帶的缺點，也不具有語音提示功能，導致盲人不能及時獲得行走環境的提示，不能及時躲避周圍障礙物。另外，現有的盲人手杖也不能對障礙物與盲人之間的步數進行提示。
[0005]
【發明內容】
:
[0006]本實用新型的目的是提供一種基於FPGA的盲人語音導航裝置。
[0007]上述的目的通過以下的技術方案實現:
[0008]—種基於FPGA的盲人語音導航裝置,其組成包括:手杖外殼,所述的手杖外殼底部安裝萬向滾輪，所述的手杖外殼頂部連接手持端，所述的手持端表面具有電源開關和音頻輸出插口 ；所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏和一組步長修改按鈕，中部安裝太陽能電池板，下部前方安裝超聲波發射傳感器和超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器；所述的手杖外殼內部中空並安裝控制電路板和電源管理裝置，所述的控制電路板上集成FPGA內核，所述的FPGA內核連接所述的控制電路板上集成的語音發生器和放大電路，所述的電源管理裝置連接所述的太陽能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器，所述的語音發生器連接所述的音頻輸出插口。
[0009]所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的FPGA內核還與所述的LED顯示屏和步長修改按鈕連接。
[0010]所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的手杖外殼內部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池，所述的鋰電池連接所述的FPGA內核。
[0011]所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊，所述的手持端的末端還安裝掛繩。
[0012]本實用新型的有益效果:
[0013]1.本實用新型將現有的盲人手杖增設語音導航功能，為盲人提供周圍障礙物的距離遠近程度，以及步數。障礙物距離測量和語音導航功能室通過手杖外殼底部前方安裝的超聲波發射傳感器發出超聲波，通過FPGA內核控制的放大電路和超聲波接收傳感器接收反射回來的超聲波，再通過語音發生器將通過超聲波測量出的距離播放給盲人，而通過LED顯示屏上顯示的和步長修改按鈕輸入的平均步長，還能獲得盲人與障礙物之間這一段距離的步數，而步數也能夠通過語音發生器傳輸至音頻輸出插口，再通過耳機獲得提示。手杖外殼設置的太陽能電池板為這些器件提供電源，並通過手持端設置的電源開關控制開啟和閉合，方便操作，本實用新型將障礙距離測量和語音提示功能與原有手杖進行組合，具有及時獲得提示和準確提示的作用。
[0014]2.本實用新型在手杖外殼底部設置了萬向滾輪，這樣盲人不用反覆重複提起手杖的動作，手杖在平坦的地面能夠藉助推力前進，只需在遇到不平整地面時提起手杖，降低使用者的使用疲勞度。對不同方向確定是否有障礙物是只需將手杖外殼的前方轉向該方向，操作方便靈活，提示準確，避免盲人發生意外。
[0015]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0016]附圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0017]附圖2是本實用新型涉及的工作原理結構框圖。
[0018]【具體實施方式】:
[0019]實施例1:
[0020]—種基於FPGA的盲人語音導航裝置,其組成包括:手杖外殼I,所述的手杖外殼底部安裝萬向滾輪2，所述的手杖外殼頂部連接手持端3，所述的手持端表面具有電源開關4和音頻輸出插口 5 ;所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏6和一組步長修改按鈕7，中部安裝太陽能電池板8，下部前方安裝超聲波發射傳感器9和超聲波接收傳感器10 ;所述的手杖外殼內部中空並安裝控制電路板11和電源管理裝置12，所述的控制電路板上集成FPGA內核13，所述的FPGA內核連接所述的控制電路板上集成的語音發生器14和放大電路15，所述的電源管理裝置連接所述的太陽能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器，所述的語音發生器連接所述的音頻輸出插口。
[0021]所述的手杖外殼底部還具有導盲標誌牌16。
[0022]所述的FPGA 內核採用 ALTERA-EP2C5T144C8N。
[0023]所述的超聲波接收傳感器和所述的超聲波發射傳感器採用T40-16R。
[0024]所述的放大電路採用CX20106晶片；
[0025]實施例2:
[0026]根據實施例1所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的FPGA內核還與所述的LED顯示屏和步長修改按鈕連接。
[0027]實施例3:
[0028]根據實施例1或2所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的手杖外殼內部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池17，所述的鋰電池連接所述的FPGA內核。
[0029]實施例4:
[0030]根據實施例1或2所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊18，所述的手持端的末端還安裝掛繩19。
[0031]原理:
[0032]FPGA內核(ALTERA-EP2C5T144C8N)通過定時器產生中斷，中斷後P1 口發射遺傳40Hz的脈衝信號，控制超聲波發射傳感器(T40-16R)發射40Hz的超聲波。超聲波遇到障礙物後返回，有超聲波接收傳感器(T40-16R)接收。經過放大電路(CX20106晶片)的放大之後，將其傳回FPGA內核(ALTERA-EP2C5T144C8N)。根據時間間隔，獲得了距離障礙物的步數，然後控制語音發生器發生。由於每個盲人的步長不同，所以能夠根據手杖外殼上部設置的步長修改按鈕設施不同的步長長度，不同步長顯示在LED顯示器上，以供不同人進行修改。
【權利要求】
1.一種基於FPGA的盲人語音導航裝置，其組成包括:手杖外殼，其特徵是:所述的手杖外殼底部安裝萬向滾輪，所述的手杖外殼頂部連接手持端，所述的手持端表面具有電源開關和音頻輸出插口 ；所述的手杖外殼外表面上部安裝LED顯示屏和一組步長修改按鈕，中部安裝太陽能電池板，下部前方安裝超聲波發射傳感器和超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器；所述的手杖外殼內部中空並安裝控制電路板和電源管理裝置，所述的控制電路板上集成FPGA內核，所述的FPGA內核連接所述的控制電路板上集成的語音發生器和放大電路，所述的電源管理裝置連接所述的太陽能電池板，其中，所述的放大電路連接所述的超聲波接收傳感器、左向超聲波接收傳感器和右向超聲波接收傳感器，所述的語音發生器連接所述的音頻輸出插口。
2.根據權利要求1所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，其特徵是:所述的FPGA內核還與所述的LED顯示屏和步長修改按鈕連接。
3.根據權利要求1或2所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，其特徵是:所述的手杖外殼內部，所述的電源管理裝置還連接鋰電池，所述的鋰電池連接所述的FPGA內核。
4.根據權利要求1或2所述的基於FPGA的盲人語音導航裝置，其特徵是:所述的手杖外殼與所述的手持端的連接處呈弧形，所述的手持端外表面還具有防滑墊，所述的手持端的末端還安裝掛繩。
【文檔編號】A61H3/06GK203970841SQ201420261026
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】張春祥, 高雪瑤 申請人:哈爾濱理工大學