[发明专利]一种智能化导盲仗

说明书

技术领域

本发明应涉及一种智能化导盲仗。

背景技术

随着医疗水平的提高，视障人群对自身的健康及生活质量提出了更高的要求。在发达国家中，对于严重视障人群，往往使用导盲犬协助其提高生活自理能力。而在我国，由于导盲犬数量和视障人群的数量严重失调，因此，相当多的严重视障人群与社会隔离，造成心理痛苦。

近年来由于传感器技术和低功耗信号处理技术的快速发展，使得多传感器融合在导盲仗的实现成为可能，智能化水平也有进一步的发展。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明人提出了由超声波传感器及其他传感器、信号处理器和振动提示马达组成一种智能化导盲仗。

本发明提供了一种智能化导盲仗，包括超声波传感器阵列、姿态解算单元、环境检测单元、信号处理单元、电池供电单元和振动提示马达6个部分。其中，超声波传感器阵列使用多组超声波传感器，以实现360度超声波测距。姿态解算单元用于实现盲杖的倾斜及运动解算。环境检测单元用于实现周围环境的检测，包括温度、湿度、大气压和红外探测等，用于提供环境信息。信号处理单元用于实现对所有信息的判断、处理及融合，一般应使用DSP类芯片。电池供电单元采用蓄电池作为供电来源，并变换为其他单元的所需的电源。振动提示马达用于实现将相关提示信号转换为振动信号，该振动信号通过传递到使用者手掌的振动提示不同的信息。

超声波传感器阵列使用多组超声波传感器，以实现360度超声波测距。由于单个超声传感器的探测角度较小，所以可采用多传感器并行工作的方法增加探测能力。实际布置时，该阵列应布置与导盲杖的下部，并且主要涵盖导盲杖的前进方向。

姿态解算单元采用三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘传感器组成一个嵌入式姿态测量系统。陀螺仪由于动态性能好，用于获取实时姿态信息。但陀螺仪因为会产生偏移，而加速度计与电子罗盘因其静态性能比较优越，所以用来对陀螺仪姿态计算过程中的误差进行修正。

环境检测单元用于实现周围环境的检测，包括温度、湿度、大气压和红外探测等，用于提供环境信息。环境检测单元由一系列传感器组成，其信息需传递到信号处理单元，作为信息提取的参考。

信号处理单元用于实现对所有信息的判断、处理及融合，一般应使用低功耗DSP类芯片。信号处理单元的输入信号来自于超声波传感器阵列、姿态解算单元和环境检测单元的输出，其输出与振动提示马达相连。信号处理单元应融合上述三个单元的信息，并给出各种提示及引导。提示内容涵盖危险提示、过热提示、障碍提示等多维信息，以更好的引导与提示信息。

电池供电单元采用蓄电池作为供电来源，并变换为其他单元的所需的电源。电池一般采用锂离子电池，以考虑轻便和电池容量，并设计出可充电接口。考虑导盲杖各部分都需要供电，电池供电单元应完成导盲杖其他所有单元的供电。

振动提示马达用于实现将相关提示信号转换为振动信号，该振动信号通过对手掌的振动提示不同的信息。振动提示马达可布置多个马达，通过提示位置和强度的不同，以对应于不同的情况和风险情况。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能化导盲仗，其特征在于包括：

进行超声波测距的超声波传感器阵列，其安装在导盲杖偏下位置；

振动把手，其位于所述智能化导盲仗的上端；

信号处理单元，其安装在所述智能化导盲仗中；

姿态解算单元，它安装在所述智能化导盲仗中并与信号处理单元相连，把它生成的表示导盲杖的运动方向、运动速率和空间位置的信号传送给信号处理单元；

环境检测单元，它安装在所述智能化导盲仗中并与信号处理单元相连，把它生成的温度、湿度、大气压和红外探测数据提供给信号处理单元；

振动提示马达，其安装在振动把手中，并与所述信号处理单元相连，根据所述提示信号产生振动，该振动通过振动把手传递到使用者手掌。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的智能化导盲仗的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的智能化导盲仗的配置图。

图3是根据本发明的一个实施例的智能化导盲仗的信号处理部分的配置图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。