[实用新型]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。 

实用新型内容：

为了解决以上技术背景下的各种问题，本实用新型提供了一种全新的超声波设计方案。 

本实用新型的技术方案是： 

一种超声波导盲装置，包括超声波系统、FPGA控制系统、语音报警系统7和电源，其特征在于：接通电源9与FPGA控制系统5的电信号输入电路相连，FPGA控制系统5的输出电路端与模数转换器4的输入端相连，模数转换器4对信号进行升压放大，与发射换能器1的输入端相连，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，并分别与两个放大滤波器3的输入端连接，进行信号放大滤波，放大滤波器3输出端再与模数转换器4输入端电路连接，这时模数转换器4输出电路与FPGA控制系统5电信号接收电路进行连接，FPGA控制系统5的输出电路与经数模转换器6输入端连接，数模转换器6的输出端与语音报警系统7的输入电路进行连接；语音报警系统7附带耳机8、内置音箱11和显示板13。 

由于障碍物的位置及大小不一样，根据系统方位定位原理，所以反馈到接受换能器2的超声波信号具有时间差，根据时间差的多少能得出障碍物的大体方位和形状。 

所述的超声波系统包括发射换能器1和接受换能器2，语音系统包括的语音报警系统7、耳机8和内置音箱11，电源9通过FPGA控制系统5的电源接口接入整个装置，FPGA控制系统5包括FPGA芯片、发射电信号电路、接收电信号电路和外接电信号电路，并由外接接口10接入外部设备。接通电源9通过FPGA控制系统5发出电信号，经过模数转换器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，通过模数转换器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。 

本实用新型可以获得如下有益效果：