[發(fā)明專利]智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010295196.3
• 申請(qǐng)日: 2010-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN101947182A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡仁杰;馬智勇;劉凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H3/06
• 分類號(hào): A61H3/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)盲裝置，具體涉及一種使用方便、可靠安全并且適用范圍廣泛的智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外針對(duì)盲人導(dǎo)盲技術(shù)的研究已經(jīng)達(dá)到一定水平，其中導(dǎo)盲裝置的人機(jī)互動(dòng)環(huán)節(jié)也各具特色，例如：電子導(dǎo)盲杖，裝有超聲波感應(yīng)器，能夠感應(yīng)到前方臉部高度處的障礙物，并通過震動(dòng)手柄通知使用者；導(dǎo)盲手套，在普通手套上裝有若干超聲波傳感器，達(dá)到避障功能；機(jī)器人導(dǎo)盲，作為機(jī)器人應(yīng)用的另一具體領(lǐng)域，能發(fā)揮機(jī)器人的實(shí)際機(jī)動(dòng)性和靈活性，涉及通信、控制和導(dǎo)航等多項(xiàng)技術(shù)，導(dǎo)盲機(jī)器人的核心是智能和導(dǎo)航技術(shù)，要求機(jī)器人具有必要的運(yùn)動(dòng)控制與傳感模塊，具備人機(jī)語音界面和無線通信功能。

現(xiàn)今，已出現(xiàn)紅外遙控、語音識(shí)別等相關(guān)裝置，但應(yīng)用于導(dǎo)盲機(jī)器人領(lǐng)域的人機(jī)互動(dòng)裝置在功能性方面還存在些不足，如：紅外遙控器的控制利用紅外發(fā)射單元將使用者的控制指令按照一定的編碼格式，通過無線方式傳遞給電器設(shè)備，在遙控器所擁有的功能鍵較多時(shí)候使用者只能通過傳統(tǒng)的記憶加按鍵組合的繁瑣控制模式，使用起來很不方便。傳統(tǒng)的語音識(shí)別裝置對(duì)周圍環(huán)境的要求比較高，在戶外機(jī)器人使用過程中，識(shí)別的效果受噪音環(huán)境影響比較大，在導(dǎo)盲過程中，人機(jī)互動(dòng)環(huán)節(jié)同步性較差。因此，在人機(jī)接口裝置中，有必要利用盲人等特殊人群的聽覺和觸覺，使用者可以通過語音和振動(dòng)感應(yīng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種使用方便、可靠安全并且適用范圍廣泛的智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)盲機(jī)器人的人機(jī)互動(dòng)功能，同時(shí)利用繩索感應(yīng)張力檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)互動(dòng)裝置和導(dǎo)盲機(jī)器人保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置，包括主控制器，所述主控制器采用16位微處理器，控制主電路通過232串口連接無線模塊，實(shí)現(xiàn)指令的無線傳輸；主控制器通過音頻輸入端口接入耳機(jī)麥克風(fēng)，主控制器通過音頻輸出端口接入耳機(jī)聽筒，能實(shí)現(xiàn)語音信息的輸入輸出；主控制器通過繩索感應(yīng)張力檢測(cè)裝置與導(dǎo)盲機(jī)器人連接，確保裝置和車之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x；主控制器通過驅(qū)動(dòng)與振動(dòng)感應(yīng)器相連接，使用者可以振動(dòng)感應(yīng)相應(yīng)的狀態(tài)輸出；主控制器的中斷輸入口接入盲文觸鍵，實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向鍵和三個(gè)功能鍵的輔助輸入功能。

所述主控制器具有輸入/輸出端口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、串行設(shè)備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測(cè)和復(fù)位等部分，具有較高的處理速度使其能夠快速的處理復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，具有的語音處理功能。

本發(fā)明包含語音的MIC輸入端，自帶音量調(diào)節(jié)控制；語音輸出接口Mout，由DAC輸出接口經(jīng)語音集成放大器SPY0030A放大，然后接麥克風(fēng)耳機(jī)輸出；無線傳輸模塊為串口接入嵌入式無線通信模塊，集成符合ZIGBEE協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，將裝置需要傳送的指令通過無線的方式實(shí)現(xiàn)和導(dǎo)盲機(jī)器人進(jìn)行傳輸。

所述繩索感應(yīng)張力檢測(cè)裝置為張力傳感器，本裝置選用的傳感器是一種高精度張力測(cè)量傳感器，用于電線和化纖連接線的張力測(cè)量，保證互動(dòng)裝置與導(dǎo)盲機(jī)器人間保持適當(dāng)?shù)木嚯x。

所述振動(dòng)感應(yīng)器選用低功率紐扣振動(dòng)感應(yīng)器，采用邏輯門器件實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)振動(dòng)感應(yīng)器功能。

所述無線傳輸模塊為串口接入嵌入式無線通信模塊，集成有射頻收發(fā)器和微處理器；可組成星型、樹型和蜂窩型網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；所述無線通信模塊數(shù)據(jù)接口采用TTL電平收發(fā)接口與主控制器相連接。

所述盲文觸鍵接入主控制器的外中斷輸入口INA1～7。

所述導(dǎo)盲機(jī)器人為采用輪式結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)盲機(jī)器人。

本發(fā)明具有語音處理功能，該語音處理功能主要包括語音的訓(xùn)練和識(shí)別兩個(gè)環(huán)節(jié)，首先從一個(gè)或多個(gè)講話者多次重復(fù)講話中提取的語音參數(shù)模板，如：“前進(jìn)”、“后退”、“停止”等若干條語音指令，形成特定的語音模型庫；當(dāng)訓(xùn)練完畢后，在實(shí)際使用過程中，當(dāng)輸入特定的語音指令時(shí)，語音處理單元把輸入語音的特征參數(shù)與語音模型庫進(jìn)行比較分析和模式匹配，最終得到識(shí)別結(jié)果，完成相應(yīng)指令的動(dòng)作。

有益效果：本發(fā)明的智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的智能導(dǎo)盲人機(jī)互動(dòng)裝置具有語音處理功能，可以形成語音模型庫并完成相應(yīng)指令的動(dòng)作；同時(shí)具有音量調(diào)節(jié)單元，可以根據(jù)實(shí)際環(huán)境的噪聲情況，靈活調(diào)整音量大小，采用模糊處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)混雜環(huán)境下語音指令地有效識(shí)別；

2.本發(fā)明的人機(jī)互動(dòng)裝置通過采用繩索感應(yīng)張力檢測(cè)裝置，可以保證本裝置和導(dǎo)盲機(jī)器人的適當(dāng)安全行駛距離；