多方向紅外測距智能導盲杖的製作方法
2023-04-30 02:00:31 1
多方向紅外測距智能導盲杖的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多方向紅外測距智能導盲杖，以使用方向為基準，包括杖杆，杖杆的前方、左方和右方分別至少設有一個具有發射和接收功能的紅外探測器，杖杆內設有具有信號接收、處理功能的主控制器、語音報警裝置和用於為主控制器、紅外探測器、語音報警裝置供電的電源，語音報警裝置包括MP3語音裝置和蜂鳴器，每個紅外探測器、MP3語音裝置、蜂鳴器和語音報警裝置分別與主控制器電連接。本實用新型通過設置在杖杆上的三個方向的紅外線探測器，能夠準確快速探測周圍障礙物的方位和距離，便於盲人確定行走方向，使盲人更好地避開障礙物，安全快速地行走，且性價比較高。
【專利說明】多方向紅外測距智能導盲杖
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種導盲系統，具體是涉及一種多方向紅外測距智能導盲杖。
【背景技術】[0002]盲人的安全出行，如何引導盲人便捷行走，一直是社會和人們關心的重要問題，為此，市場上出現了很多智能導盲杖，國內外現有的智能導盲杖一般僅有障礙檢測和語音播報功能，且價格昂貴。美國產品在300-400美元左右，英國達到500英鎊，日本最新研發的能感知人臉高度的電子導盲杖，能夠感應到前方2m臉部高度處的障礙物，但是它使用了兩個超聲波感應器，耗材成本高，一般用戶難於承受且功能較單一。
實用新型內容
[0003]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種多方向紅外測距智能導盲杖，能夠準確快速探測周圍障礙物的方位和距離，便於盲人確定行走方向，使盲人更好地避開障礙物，安全快速地行走，且性價比較高。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種多方向紅外測距智能導盲杖，以使用方向為基準，包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分別至少設有一個具有發射和接收功能的紅外探測器，所述杖杆內設有具有信號接收、處理功能的主控制器、語音報警裝置和用於為所述主控制器、所述紅外探測器、所述語音報警裝置供電的電源，所述語音報警裝置包括MP3語音裝置和蜂鳴器，每個紅外探測器、所述MP3語音裝置、所述蜂鳴器和所述語音報警裝置分別與所述主控制器電連接。
[0006]作為本實用新型的進一步改進，所述主控制器為微處理器和單片機中的一種。
[0007]作為本實用新型的進一步改進，所述主控制器與所述MP3語音裝置間的通訊通過串口轉換器實現，所述串口轉換器將MP3語音裝置的RS23電平轉換為主控制器中的TTL電平進行通訊。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述紅外探測器包括紅外信號發射端和紅外信號接收端，所述紅外信號發射端、所述紅外信號接收端與被測障礙物組成平面三角形，利用三角法測距的原理來探測盲人與障礙物的距離。
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述MP3語音裝置根據主控制器的指令播放語音，所述語音通過耳機輸出給盲人。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種多方向紅外測距智能導盲杖，包括杖杆，杖杆的前方、左方和右方分別至少設有一個具有發射和接收功能的紅外探測器，杖杆內設有具有信號接收、處理功能的主控制器、語音報警裝置和用於為主控制器、紅外探測器、語音報警裝置供電的電源，語音報警裝置包括MP3語音裝置和蜂鳴器，每個紅外探測器、MP3語音裝置、蜂鳴器和語音報警裝置分別與主控制器電連接。具體使用時，通過設在杖杆前方、左方和右方三個方向的紅外探測器，能夠快速採集盲人周圍障礙物信息，包括方向和距離信息。進而紅外探測器將周圍的障礙物信息傳輸給主控制器，主控制器通過一定的優化算法，對接收的來自三個方向的紅外探測器的周圍障礙物信息進行處理，從而計算判斷出需要報警的方向和距離，並通過控制蜂鳴器和MP3語音裝置發出語音和聲音警報，幫助盲人確定行走方向。因此，本實用新型能夠準確快速探測周圍障礙物的方位和距離，大大提高智能導盲裝置的探測精度以及靈敏度，便於盲人確定行走方向，使盲人更好地避開障礙物，安全快速地行走，由於本實用新型使用的均未紅外探測器，因此，生產成本較低，具有較高的性價比。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型原理結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型中所述紅外探測器發射與接收模塊採用的三角法測距原理圖。
[0013]圖3為本實用新型中主控制器的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、圖2和圖3所不,一種多方向紅外測距智能導盲杖，以使用方向為基準,包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分別至少設有一個具有發射和接收功能的紅外探測器，所述杖杆內設有具有信號接收、處理功能的主控制器、語音報警裝置和用於為所述主控制器、所述紅外探測器、所述語音報警裝置供電的電源，所述語音報警裝置包括MP3語音裝置和蜂鳴器，每個紅外探測器、所述MP3語音裝置、所述蜂鳴器和所述語音報警裝置分別與所述主控制器電連接。具體使用時，通過設在杖杆前方、左方和右方三個方向的紅外探測器，能夠快速採集盲人周圍障礙物信息，包括方向和距離信息。進而紅外探測器將周圍的障礙物信息傳輸給主控制器，主控制器通過一定的優化算法，對接收的來自三個方向的紅外探測器的周圍障礙物信息進行處理，從而計算判斷出需要報警的方向和距離，並通過控制蜂鳴器和MP3語音裝置發出語音和聲音警報，幫助盲人確定行走方向。因此，本實用新型能夠準確快速探測周圍障礙物的方位和距離，大大提高智能導盲裝置的探測精度以及靈敏度，便於盲人確定行走方向，使盲人更好地避開障礙物，安全快速地行走，由於本實用新型使用的均未紅外探測器，因此，生產成本較低，具有較高的性價比。
[0015]優選的，所述主控制器為微處理器和單片機中的一種。具體實施時，主控制器可採用Arduino單片機為控制核心，控制三個方向的紅外探測器採集周圍障礙物信息，通過一定的優化算法編寫程序，生成周圍障礙物的數位化信息，做出需要報警方向的判斷，並控制蜂鳴器和MP3語音裝置的雙語音報警系統，確定行走方向。單片機可選用，ArduinoDuemilanove 2009 aTmega328P，它具有模擬輸入/輸出埠和數字輸入/輸出埠，其中模擬埠接收紅外探測器測量得到的模擬輸出電壓，然後通過D/A轉換，即函數擬合將其變為實際對應的距離，然後根據這個實際距離值判斷障礙物的遠近，然後控制語音報警系統做出相應的語音報警。主控制器也可採用性能較好的微處理器作為主控制器，微處理器具有高效的計算能力，快速中斷響應與處理能力以及低功耗的特點，可以增加導盲杖的可靠性，僅需少量外圍器件就能實現控制電路的設計。主控制器控制流程見圖3。
[0016]優選的，所述主控制器與所述MP3語音裝置間的通訊通過串口轉換器實現，所述串口轉換器將MP3語音裝置的RS23電平轉換為主控制器中的TTL電平進行通訊。[0017]優選的，所述紅外探測器包括紅外信號發射端和紅外信號接收端，所述紅外信號發射端、所述紅外信號接收端與被測障礙物組成平面三角形，利用三角法測距的原理來探測盲人與障礙物的距離。紅外探測器的三角法測距為現有技術，圖2為三角法測距原理示意圖，在此不再贅述。紅外探測器可選用SHARP公司的GP2Y0A02YK0F，測量範圍為2 O O?I 5 O O mm ο
[0018]優選的，所述MP3語音裝置根據主控制器的指令播放語音，所述語音通過耳機輸
出給盲人。
[0019]綜上，本實用新型提供的一種多方向紅外測距智能導盲杖，其以單片機或微處理器為核心，通過設置在杖杆上的三個方向的紅外線探測器測量障礙物的方向和距離，採用單片機或微處理器處理三個紅外探測器的數據信息，確定障礙物的方位和距離，並輸出信號控制蜂鳴器和M P 3語音裝置進行語音報警，因此，能夠有效地幫助盲人確定障礙物的方位和距離，進行便捷的行走。
[0020]以上實施例是參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細說明。本領域的技術人員通過對上述實施例進行各種形式上的修改或變更，但不背離本實用新型的實質的情況下，都落在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種多方向紅外測距智能導盲杖，其特徵在於:以使用方向為基準，包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分別至少設有一個具有發射和接收功能的紅外探測器，所述杖杆內設有具有信號接收、處理功能的主控制器、語音報警裝置和用於為所述主控制器、所述紅外探測器、所述語音報警裝置供電的電源，所述語音報警裝置包括MP3語音裝置和蜂鳴器，每個紅外探測器、所述MP3語音裝置、所述蜂鳴器和所述語音報警裝置分別與所述主控制器電連接。
2.根據權利要求1所述的多方向紅外測距智能導盲杖，其特徵在於:所述主控制器為微處理器和單片機中的一種。
3.根據權利要求2所述的多方向紅外測距智能導盲杖，其特徵在於:所述主控制器與所述MP3語音裝置間的通訊通過串口轉換器實現，所述串口轉換器將MP3語音裝置的RS23電平轉換為主控制器中的TTL電平進行通訊。
4.根據權利要求1所述的多方向紅外測距智能導盲杖，其特徵在於:所述紅外探測器包括紅外信號發射端和紅外信號接收端，所述紅外信號發射端、所述紅外信號接收端與被測障礙物組成平面三角形，利用三角法測距的原理來探測盲人與障礙物的距離。
5.根據權利要求1所述的多方向紅外測距智能導盲杖，其特徵在於:所述MP3語音裝置根據主控制器的指令播放語音，所述語音通過耳機輸出給盲人。
【文檔編號】A61F9/08GK203389058SQ201320439562
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2013年7月23日
【發明者】應明峰, 翟力欣, 周洪, 朱迎春 申請人:金陵科技學院