[發明專利]基于運動傳感器的導盲眼鏡及其工作方法

有效

• 申請號: 201310301876.5
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103385795A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 石紅坤
• 申請（專利權）人: 杭州微感科技有限公司
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

技術領域

本發明涉及一種可穿戴設備，尤其涉及一種盲人使用的導盲眼鏡。

背景技術

盲人是社會的弱勢群體，他們的出行以及活動面臨巨大的困難，這大大限制了他們的活動范圍。目前盲人出行主要依靠盲杖和導盲犬的幫助。盲杖有探測范圍小、探測效率低、容易忽略高處障礙物等缺點。導盲犬需要長時間訓練，價格昂貴，而且飼養攜帶都是比較麻煩的事情。

現有技術中提出過類似功能的導盲設備，但是由于其持續工作，功耗較大，所以探測部分往往要用導線連接到一個有較大電池的電子盒。電子盒上往往還設有開關、工作頻率調節旋鈕等部件，用手動方式來調整設備工作狀態。這些都造成了使用上的不便。還有一些方案提出了把電池、處理器和各種傳感器集成到眼鏡上的方法，但是由于這些設備的功耗太大，而且持續工作，耗電量更是驚人。如果堅持使用鏡腿里面的小小的電池供電，那么工作時間太短。以現有技術，每幾個小時就要充電一次。這些技術缺憾是造成目前市場上沒有批量生產商品化的導盲眼鏡來造福盲人的原因之一。

發明內容

為了解決上述現有技術方案中的不足，本發明提供了一種能夠自動的調整超聲發射頻率，甚至整個設備工作狀態的導盲眼鏡。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

????一種基于運動傳感器的導盲眼鏡，包括安裝到所述導盲眼鏡上的處理器、超聲波發射模塊、超聲波接收模塊，所述導盲眼鏡進一步包括：

運動傳感器，所述運動傳感器檢測所述導盲眼鏡的運動狀態及所處空間姿態；

輸入裝置，所述輸入裝置用于接收使用者的操作指令；

信號輸出模塊，所述信號輸出模塊輸出聲音或振動信號給使用者；

電池模塊，所述電池模塊為所述導盲眼鏡工作提供能量；

上述各模塊和部件集成到導盲眼鏡鏡架上。

所述的超聲波發射模塊位于導盲眼鏡中間的鏡框上，所述的超聲接收模塊包含兩個接收器，分別位于眼鏡的左右兩側。

所述的輸入裝置、電池模塊安置在左右鏡腿里面。

所述的處理器通過讀取所述的運動傳感器的輸出信息，判斷導盲眼鏡的運動狀態及所處空間姿態，進一步調整導盲眼鏡的工作頻率和工作狀態。

所述運動傳感器包括MEMS加速度計、MEMS陀螺儀、電子羅盤中的一種或多種。MEMS是Micro-Electro-Mechanic?System的英文縮寫，中文意思是微電子機械系統。使用上述運動傳感器可以檢測X軸、Y軸、Z軸的軸向加速度，還可以檢測繞軸旋轉運動。通過所述的運動傳感器提供的運動信息，可以判斷導盲眼鏡處于靜止狀態還是活動狀態；導盲眼鏡使用者處于平視姿態、仰視姿態還是俯視姿態；導盲眼鏡使用者是否有掃視動作。

???所述信號輸出模塊輸出端使用空氣傳導耳機或骨傳導耳機。普通耳機（空氣傳導耳機）有價格低廉、功耗低的特點，骨傳導耳機則能更好的解放耳道，讓外部環境中各種聲音順利進入耳道，還可以在嘈雜的環境中使用。

?一種所述的導盲眼鏡的工作方法，所述工作方法包括以下步驟：

（A1）處理器周期性的讀取運動傳感器的輸出信息，判斷導盲眼鏡所處的運動狀態和空間姿態。

所述工作方法進一步包括以下步驟：

（B1）當處理器判斷出導盲眼鏡處于靜止狀態，則控制導盲眼鏡進入休眠或關機狀態；

（B2）當處理器判斷出導盲眼鏡處于俯視姿態時，以較高的探測頻率工作；當處理器判斷出導盲眼鏡處于平視姿態時，以較低的探測頻率工作；

（B3）當處理器判斷出導盲眼鏡發生掃視動作時，以較高的探測頻率工作。

?所述較低的探測頻率，優選地，使用0~1Hz的探測頻率；所述較高的探測頻率，優選地，使用1~100Hz的探測頻率。如果探測頻率為1Hz，意指每秒發射一次超聲波來探測。上述給出的探測頻率值，意在描述頻率變化的大致范圍。依據本發明的精神，利用運動傳感器輸出信息來調整系統的探測頻率均落入本發明的保護范圍。

所述工作方法進一步包括以下步驟：

（C1）處理器控制超聲波發射模塊以上述探測頻率向空間發射超聲波；

（C2）超聲波接收模塊將接收到的超聲波回波信號送入處理器；

（C3）處理器根據超聲波的渡越時間，得到導盲眼鏡使用者和障礙物之間的距離，根據回波的頻率，得到障礙物相對于導盲眼鏡使用者的移動速度并判斷是朝向移動還是背向移動；

（C4）處理器根據計算出的距離信息或障礙物移動信息，調整信號輸出模塊的音量、音調或重復頻率；