[發明專利]一種超聲波導盲裝置

無效

• 申請號: 201310532778.2
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN103598966A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王麗;霍明超
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域：

本裝置涉及一種全新的更加簡潔，準確的導盲裝置，屬于電子通信，物理學應用等相關領域。?

背景技術：

隨著科學技術的普及與提高，已有數不盡的科學產品應用與人類的日常生活中。人類所需的科學產品越來越高要求化，既要實用又要成本低價，現在的產品都在朝這個方向發展。?

我們設計的裝置主要是針對眼睛有困難的人，因為現在的盲人在獨自行走時主要依靠導盲裝置。最簡單常用的裝置是普通的手杖，用它在地面上敲擊，可幫助盲人發現0.5米以內的障礙物。它的主要缺點是不能發現較遠一點的障礙物以及空中突出的障礙物。例如，在相當于頭部、胸的位置懸掛或突出的物體。另外，盲人還可以利用導盲犬帶路，但是不易訓練且成本較高。為了更好的幫助盲人行走,許多國家都研究和生產了各種電子導盲裝置，但大多成本較高，而且測量及定位不夠準確。?

市面上的導盲系統價格都比較昂貴，因此我們在這個研究里提出一種新型的超聲波導盲裝置的設計結構方案，它具有低成本、實用的特點。只要盲人在行走時將安裝在手杖或者放在身體任何部位的超聲波導盲裝置的開關鍵打開就可以發射超聲波，當盲人前方不遠處有一障礙物時，超聲波遇到障礙物就會反射回來，我們利用系統定位原理設計兩個接收器，這時經過接收器將信號傳遞給分析電路，然后再經過電路等多個系統將其分析使手杖上的超聲波導盲裝置發出語音提示即此時障礙物與盲人所處位置的距離以及障礙物大體方位及大小。這樣盲人就會建立一個模糊圖像，其就可以繼續放心的前進了。我們在控制模塊中加入了外接功能，可以增加一些附屬裝置，比如導航系統，通過語音盲人也可以知道自己的具體位置。該裝置可以加以改進?也可以運用到其他測距或者裝置中。?

發明內容：

為了解決以上技術背景下的各種問題，本發明提供了一種全新的超聲波設計方案。?

本發明的技術方案是：?

接通電源9通過FPGA控制系統5發出電信號，經過數模轉換系統4傳出信號，升壓放大器12對信號進行升壓放大到達發射換能器1根據機械振蕩機理產生超聲波，經過障礙物的反饋由兩個接受換能器2進行接受，再經由放大濾波器3，進行信號放大濾波，通過數模及模數轉換4，把模擬信號轉換為數字信號，這時FPGA控制系統5接受信號，并發送電信號經數模轉換6把電信號轉換為數字信號，傳送到語音報警系統7對信號進行感應，對語音進行合成顯示，通過附帶耳機8和內置音箱11傳到盲人耳朵，通過顯示板13進行顯示。?

本發明可以獲得如下有益效果：?

我們的裝置可以安裝在任何盲人的行動裝置上，這樣要求我們的裝置方便簡潔，測量準確。該裝置準確的說是由主要有FPGA系統控制，裝置主要包括超聲波系統、FPGA控制系統、語音系統和顯示系統、電源五部分。其中通過FPGA控制系統的控制，當遇到障礙物的時，超聲波系統用來發射超聲波，而當產生回波信號時，我們利用超聲波測距和系統方位定位原理通過兩個接受端對回波信號進行接收，再由控制系統把相應的信號轉換為但信號并進行相關的數據處理，然后把其處理的數據傳輸給語音系統和顯示系統，電源是控制整個裝置的開關，由于以上各個系統在單片機的控制下，穩定工作，我們就可以得到語音提示的障礙物距離及其大體位置形狀，這樣盲人可以很好的繞過障礙物。在控制系統我們增加了外接功能，能夠識別驅動外接裝置，比如導航儀，盲人可以通過語音時時知道自己的地址方位。?

另外，簡單方便攜帶，可以安裝在盲人的任何行動裝置上；可以?用最簡單的模塊和單片機實現，可以集成使裝置體積更小，不易發生故障；可以測量并語音提示障礙物位置及大小，使盲人建立模糊圖像，非常適合盲人要求。?

附圖說明：

圖1新型的原理示意圖：?

圖中：1、發射換能器，2、接受換能器，3、放大過濾器，4、模數轉換器，5、FPGA控制系統，6、數模轉換器，7、語音報警系統，8、耳機，9、電源，10、外接接口，11、內置音箱，12、升壓放大器，13、顯示板。?

具體實施方式：

結合附圖對本發明做進一步說明：?

由圖1這種新型的結構示意圖，我們采用單一的發射換能器1和雙向的接收換能器2的設計模式，經過放大過濾器3，在由數模轉換器6或模數轉換器4進行模數轉換，通過FPGA控制系統5控制整個接受換能和數據處理，由FPGA控制系統5發出的信號再通過數模轉換器6反饋到語音報警系統7，最后由耳機8或者內置音箱11傳到盲人耳朵進行報警，當然也可以通過顯示板13顯示出來便于其他用處。?