[發明專利]一種引導盲人避障的導盲拐及其避障方法

有效

• 申請號: 201310322097.3
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN103393526A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 張小瑞;匡亮;孫偉;施珮;張小娜;徐金花;周素萍;楊麗
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06;A61H3/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明涉及盲人用品技術領域，尤其涉及一種引導盲人避障的導盲拐及其避障方法。

背景技術

據統計，我國現有盲人約500萬,低視力人口約710萬。面對如此之大的盲人群體，盲人用品令人眼花繚亂。目前市面上的導盲拐或其他類似產品，一般只能判別前方遇到障礙物，提示盲人避障，而無法替盲人判斷出障礙物的精確位置，盲人需自行決定避讓方向，給他們帶來不便。

此外，目前市面上許多僅帶有語音提示功能的盲人拐在很多聲音嘈雜的地方使用起來可靠性不高，容易因疏忽引起事故，需要其他方法來輔助提示盲人。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的缺陷，提供一種能夠準確判斷障礙物位置、具備語音和震動雙重提示方式的導盲拐及其避障方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種引導盲人避障的導盲拐，包含導盲拐本體，其特征在于導盲拐本體上設有微處理器模塊、語音模塊、電源模塊和兩個超聲波測距模塊，其中微處理器模塊分別與兩個超聲波測距模塊、語音模塊相連，電源模塊分別與兩個超聲波測距模塊、微處理器模塊、語音模塊相連。

作為本發明進一步的優選方案，兩個超聲波測距模塊在同一水平高度左右分布、且發射方向均為導盲拐的正前方。

作為本發明進一步的優選方案，導盲拐還包含震動模塊，分別與微處理器模塊、電源模塊相連。

作為本發明進一步的優選方案，所述震動模塊由4*4震動電機序列構成，在4列震動電機序列中，左右兩列分別與兩個超聲波測距模塊相對應，中間兩列與正前方相對應。

作為本發明進一步的優選方案，所述微處理器模塊采用STC89C52單片機。

基于所述引導盲人避障的導盲拐的避障方法包含如下步驟：

步驟1），兩個超聲波測距模塊按照時間先后進行障礙物距離測量并將測量數據傳遞給微處理器模塊；

步驟2），若兩個超聲波測距模塊均無法測得障礙物距離，微處理器模塊不進行任何處理；

步驟3），若一個超聲波測距模塊能夠測得障礙物距離，另一個超聲波測距模塊無法測出障礙物，由微處理器模塊控制與測得障礙物距離的那一個超聲波測距模塊位于同一側的震動電機序列震動，并控制語音模塊播放語音提示盲人左方較遠處有障礙物；

步驟4），若兩個超聲波測距模塊均測得障礙物距離，由微處理器模塊計算障礙物相對盲人正前方的偏離方向、偏離角度和偏離距離，根據偏離方向控制震動電機序列的不同序列震動，同時控制控制語音模塊播放語音提示盲人該偏離方向、偏離角度和偏離距離。

作為本發明進一步的優選方案，步驟4）中所述的計算障礙物相對盲人正前方的偏離方向、偏離角度和偏離距離并根據偏離方向控制震動電機序列的不同序列震動的步驟如下：

步驟4.1），微處理器模塊分別接收第一超聲波測距模塊測量的障礙物距離m和第二超聲波測距模塊測量的障礙物距離n后，結合兩個超聲波測距模塊之間的距離x計算出偏離距離z，公式如下：

z=2m2+2n2-x24;]]>

步驟4.2），由微處理器模塊判斷障礙物距離m和障礙物距離n的大小；

步驟4.3），若m>n，微處理器模塊判斷障礙物的偏離方向為第二超聲波測距模塊所位于的那一側，根據以下公式計算障礙物的偏離角度α：

微處理器控制與第一超聲波測距模塊位于同一側的震動電機序列震動；

步驟4.4），若m<n，微處理器模塊判斷障礙物的偏離方向為第一超聲波測距模塊所位于的那一側，根據以下公式計算障礙物的偏離角度α：

微處理器控制與第二超聲波測距模塊位于同一側的震動電機序列右列震動；

步驟4.5），若m=n，微處理器模塊判斷障礙物在盲人正前方，控制震動電機序列中間兩列震動。