[实用新型]一种可探测障碍物位置的导盲装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种障碍检测的语音提示装置，特别涉及障碍物偏离正前方的角度和距离的导盲装置。 

背景技术

现有的导盲工具不能检测出障碍物偏离正前方的准确角度，只能检测出障碍物的距离，提示不明确，给使用者带来不能准确防范和避让障碍物的困难。 

中国专利200610169717.4“一种语音导盲装置”其缺点是：使用者上、中、下用了6个收发一体超声传感器，至少需要6条导线来与主机连接，给使用者带来极大的不便，虽然能给出障碍物在前方偏左或偏右的提示，但精确度无法做到。使用者仍然无法准确防范障碍物。 

发明内容

为了克服现有导盲装置在探测障碍物方向上的不足，本实用新型提供一种可探测障碍物偏离正前方的角度和距离的导盲装置，操作简单，提示信息明确。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在结构上采用把收发一体超声传感器水平安装在步进电机上对前方障碍物进行检测，当检测到前方90°扇面、3米以内有障碍物时，可由微处理器计算出障碍物的距离，同时由载有收发一体超声传感器的步进电机以一定的转速在90°扇面内进行扫描，当再次探测到障碍物时，由微处理器程序算法计算出步进电机所转过的角度。因而能给出障碍物的距离和偏离正前方的角度，亦即知道了障碍物的具体位置。 

本实用新型包括收发一体超声传感器，超声波振荡电路，超声波调制电路，前置放大集成电路，可重触发单稳态触发器，RS触发器，微处理器控制电路和语音输出电路，扬声器以及步进电机，功率驱动芯片，电池供电电源。收发一体超声传感器同时与超声波振荡电路和前置放大集成电路相连，超声波振荡电路与超声波调制电路相连，超声波调制电路同时与RS触发器和可重触发单稳态触发器相连，RS触发器的输出接微处理器，微处理器接语音输出电路，语音输出电路接扬声器。超声波振荡电路产生的40KHz的信号经超声波调制电路调制后驱动收发一体超声传感器发射超声脉冲，超声脉冲遇到障碍后产生反射，收发一体超声传感器接收到反射回波信号并传输给前置放大集成电路，信号经放大、带通滤波、峰值滤波、整形传输到由四2输入与非门构成的RS触发器，由于收发一体超声传感器距离很近，超声波发射时会产生一定的直接波，可重触发单稳态触发器产生一定脉宽的脉冲屏蔽直接波，超声发射时的调制方波接到RS触发器的S端，接收到的回波和直接波经屏蔽直接波后接到R端，由RS触发器变换成从发射至接收的来回时间的脉宽信号送到微处理器中，得出来回时间t，由程序算法L＝V*t/2算出障碍物的距离。微处理器同时控制步进电机和语音输出电路，微处理器对信号处理后控制语音芯片驱动扬声器播放障碍物距离信息。微处理器在采集障碍存在的信号后，控制载有收发一体超声传感器的步进电机进行旋转扫描。在步进电机控制中，微处理器的P1.0-P1.3分别向功率驱动芯片的四个输入端发送控制信号，经过整流放大将微处理器发送来的弱电信号转化为步进电机正常运行所需的一定幅值的脉冲信号，再由功率驱动芯片的四个输出口分别输出到步进电机的A、B、C、D四相绕组。微处理器利用定时器T0产生步进脉冲，驱动步进电机改变输出臂位置，步进电机采用四相八拍运行方式，旋转方向与内部绕组的通电顺序和通电方式有关，正转通电顺序依次为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DA，反转通电顺序依次为：A-AD-D-DC-C-CB-B-BA。为了检测前方障碍物所处角度，步进电机进行左旋45°，再右旋90°，最后左旋45°回到起始位置对障碍物进行第二次搜索。步进电机扫描过程由微处理器进行计数，当微处理器再次接收到回波时，由微处理器的程序算法根据步进电机所转过角度的计数值，算出障碍物偏离正前方的角度，获得方向信息，再通过语音输出电路驱动扬声器播报障碍物的偏离方向信息和距离信息。 

电池供电电源完成对整个电路供电。 

本实用新型的有益效果是，采用便携式，操作简单，提示信息明确的导盲装置，使盲人的独立行走更安全。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本使用新型具体实施方式的电路原理图。图中：1.超声波振荡电路，2.超声波调制电路，3.收发一体超声传感器，4.前置放大集成电路，5.可重触发单稳态触发器，6.RS触发器，7.微处理器，8.语音输出电路，9.扬声器，10.步进电机，11.功率驱动芯片，12.电池供电电源。 

图2是收发一体超声传感器和步进电机的安装示意图，图中：3.收发一体超声传感器，10.步进电机，13.螺钉。