[发明专利]一种盲人眼镜及拐杖避障提示系统及其控制方法

权利要求书

1.一种盲人眼镜及拐杖避障提示系统，其特征在于，包括眼镜、拐杖、中央控制器、超声波测距单元、语音及震动模块、以及无线通信模块；所述中央控制器分别与超声波测距单元和无线通信模块连接，三者均分别安装在眼镜和拐杖上，且眼镜和拐杖通过无线通信模块实现连接；所述语音及震动模块安装在眼镜上，并与中央控制器连接；所述中央控制器采用微型处理器；

所述中央控制器，用于调用所述超声波传感器采集物体与用户的距离数据；用于对测距单元的原始数据进行滤波优化并通过优化后的数据判断用户前方障碍物信息；还用于调用语音及震动模块向用户提示障碍物位置信息；

所述无线通讯模块采用蓝牙模块，所述蓝牙模块用于将拐杖上的原始数据发送给眼镜上的中央控制器；

所述语音及震动模块通过语音内容或震动频率向用户提示障碍物位置信息。

2.根据权利要求1所述的盲人眼镜及拐杖避障提示系统，其特征在于，所述超声波测距单元包括若干用于获取障碍物距离数据的超声波传感器；每两个所述超声波传感器为一组，每组超声波位于同一水平面；所述眼镜上设置一组超声波传感器，其检测方向为正前方且超声波传感器之间的距离为10cm。

3.根据权利要求1所述的盲人眼镜及拐杖避障提示系统，其特征在于，所述拐杖上固定多组超声波传感器，各组超声波传感器分布在拐杖上；不同组之间的超声波传感器的检测范围不重叠，同组的两个超声波传感器检测方向之间的夹角为7度。

4.一种根据权利要求1至3任一项所述的盲人眼镜及拐杖避障提示系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：眼镜及拐杖上的中央控制器进入工作模式，向超声波测距单元发送测距指令；

步骤S2：拐杖上的超声波测距单元获得原始数据后，通过蓝牙模块将原始数据发送给位于眼镜上的中央控制器，中央控制器获得从拐杖接收到以及从位于眼镜上的测距单元原始数据后，对数据进行卡尔曼滤波并获得优化后的数据；

步骤S3：将各个模块对应的距离数据与阀值进行对比，判断相应区域内是否存在障碍物以及障碍物的距离；

步骤S4：获得障碍物信息后，使用语音及震动模块向用户提示障碍物信息，在语音模式下，语音提示障碍物的距离和位置，在震动模式下，通过震动频率提示用户与障碍物的距离，震动频率与距离成反比。

5.根据权利要求4所述的盲人眼镜及拐杖避障提示系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：位于眼镜上的中央控制器获得优化数据后，比较各组超声波模块的数据并判断是否存在障碍物，若存在障碍物则继续判断物体位置并判断是否需要提醒用户，其判断情况包括：

若障碍物距离小于1.5m，则判断障碍物会影响用户前进，提醒用户前方存在障碍物；

若障碍物距离在1.5m至2.5m之间，则对比上一次检测数据，若上一次检测数据小于当前数据，则判断物体正在远离，若上一次检测数据大于2.5m，则判断该物体只是临时性进入视野，当发生以上两种情况时不会影响用户前进，不向用户提醒该信息；

若上一次检测距离大于当前距离且小于2.5m，则判断该物体正在接近，并且可能影响用户前行，提醒用户前方有障碍物。

6.根据权利要求4所述的盲人眼镜及拐杖避障提示系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：眼镜和拐杖上的中央控制器以轮询方式采集超声波模块数据，每个超声波传感器彼此间的数据采集间隔设为60ms以上；测距开始时，由眼镜向拐杖发送测距请求，拐杖接收请求后，采用轮询方式采集拐杖上超声波模块的数据，并将采集到的数据通过通讯单元发送给眼镜，眼镜接受到数据后，以轮询方式采集眼镜上超声波模块的测距数据，并将数据传输给数据处理单元。