[发明专利]一种超声波导盲装置

说明书

技术领域：

本装置涉及一种全新的更加简洁，准确的导盲装置，属于电子通信，物理学应用等相关领域。 

背景技术：

随着科学技术的普及与提高，已有数不尽的科学产品应用与人类的日常生活中。人类所需的科学产品越来越高要求化，既要实用又要成本低价，现在的产品都在朝这个方向发展。 

我们设计的装置主要是针对眼睛有困难的人，因为现在的盲人在独自行走时主要依靠导盲装置。最简单常用的装置是普通的手杖，用它在地面上敲击，可帮助盲人发现0.5米以内的障碍物。它的主要缺点是不能发现较远一点的障碍物以及空中突出的障碍物。例如，在相当于头部、胸的位置悬挂或突出的物体。另外，盲人还可以利用导盲犬带路，但是不易训练且成本较高。为了更好的帮助盲人行走,许多国家都研究和生产了各种电子导盲装置，但大多成本较高，而且测量及定位不够准确。 

市面上的导盲系统价格都比较昂贵，因此我们在这个研究里提出一种新型的超声波导盲装置的设计结构方案，它具有低成本、实用的特点。只要盲人在行走时将安装在手杖或者放在身体任何部位的超声波导盲装置的开关键打开就可以发射超声波，当盲人前方不远处有一障碍物时，超声波遇到障碍物就会反射回来，我们利用系统定位原理设计两个接收器，这时经过接收器将信号传递给分析电路，然后再经过电路等多个系统将其分析使手杖上的超声波导盲装置发出语音提示即此时障碍物与盲人所处位置的距离以及障碍物大体方位及大小。这样盲人就会建立一个模糊图像，其就可以继续放心的前进了。我们在控制模块中加入了外接功能，可以增加一些附属装置，比如导航系统，通过语音盲人也可以知道自己的具体位置。该装置可以加以改进 也可以运用到其他测距或者装置中。 

发明内容：

为了解决以上技术背景下的各种问题，本发明提供了一种全新的超声波设计方案。 

本发明的技术方案是： 

接通电源9通过FPGA控制系统5发出电信号，经过数模转换系统4传出信号，升压放大器12对信号进行升压放大到达发射换能器1根据机械振荡机理产生超声波，经过障碍物的反馈由两个接受换能器2进行接受，再经由放大滤波器3，进行信号放大滤波，通过数模及模数转换4，把模拟信号转换为数字信号，这时FPGA控制系统5接受信号，并发送电信号经数模转换6把电信号转换为数字信号，传送到语音报警系统7对信号进行感应，对语音进行合成显示，通过附带耳机8和内置音箱11传到盲人耳朵，通过显示板13进行显示。 

本发明可以获得如下有益效果： 

我们的装置可以安装在任何盲人的行动装置上，这样要求我们的装置方便简洁，测量准确。该装置准确的说是由主要有FPGA系统控制，装置主要包括超声波系统、FPGA控制系统、语音系统和显示系统、电源五部分。其中通过FPGA控制系统的控制，当遇到障碍物的时，超声波系统用来发射超声波，而当产生回波信号时，我们利用超声波测距和系统方位定位原理通过两个接受端对回波信号进行接收，再由控制系统把相应的信号转换为但信号并进行相关的数据处理，然后把其处理的数据传输给语音系统和显示系统，电源是控制整个装置的开关，由于以上各个系统在单片机的控制下，稳定工作，我们就可以得到语音提示的障碍物距离及其大体位置形状，这样盲人可以很好的绕过障碍物。在控制系统我们增加了外接功能，能够识别驱动外接装置，比如导航仪，盲人可以通过语音时时知道自己的地址方位。 

另外，简单方便携带，可以安装在盲人的任何行动装置上；可以 用最简单的模块和单片机实现，可以集成使装置体积更小，不易发生故障；可以测量并语音提示障碍物位置及大小，使盲人建立模糊图像，非常适合盲人要求。 

附图说明：

图1新型的原理示意图： 

图中：1、发射换能器，2、接受换能器，3、放大过滤器，4、模数转换器，5、FPGA控制系统，6、数模转换器，7、语音报警系统，8、耳机，9、电源，10、外接接口，11、内置音箱，12、升压放大器，13、显示板。 

具体实施方式：

结合附图对本发明做进一步说明： 

由图1这种新型的结构示意图，我们采用单一的发射换能器1和双向的接收换能器2的设计模式，经过放大过滤器3，在由数模转换器6或模数转换器4进行模数转换，通过FPGA控制系统5控制整个接受换能和数据处理，由FPGA控制系统5发出的信号再通过数模转换器6反馈到语音报警系统7，最后由耳机8或者内置音箱11传到盲人耳朵进行报警，当然也可以通过显示板13显示出来便于其他用处。