[發(fā)明專利]一種智能化導(dǎo)盲仗

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710059186.1
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106691798A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉莊;蔡希昌;彭理;黃炎
• 申請（專利權(quán)）人: 北京快魚電子股份公司;北方工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06;G01C21/16;G01S15/08;G01S15/93;G01D21/02
• 代理公司: 北京金恒聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11324
• 代理人: 李強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明應(yīng)涉及一種智能化導(dǎo)盲仗。

背景技術(shù)

隨著醫(yī)療水平的提高，視障人群對自身的健康及生活質(zhì)量提出了更高的要求。在發(fā)達國家中，對于嚴(yán)重視障人群，往往使用導(dǎo)盲犬協(xié)助其提高生活自理能力。而在我國，由于導(dǎo)盲犬?dāng)?shù)量和視障人群的數(shù)量嚴(yán)重失調(diào)，因此，相當(dāng)多的嚴(yán)重視障人群與社會隔離，造成心理痛苦。

近年來由于傳感器技術(shù)和低功耗信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，使得多傳感器融合在導(dǎo)盲仗的實現(xiàn)成為可能，智能化水平也有進一步的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明人提出了由超聲波傳感器及其他傳感器、信號處理器和振動提示馬達組成一種智能化導(dǎo)盲仗。

本發(fā)明提供了一種智能化導(dǎo)盲仗，包括超聲波傳感器陣列、姿態(tài)解算單元、環(huán)境檢測單元、信號處理單元、電池供電單元和振動提示馬達6個部分。其中，超聲波傳感器陣列使用多組超聲波傳感器，以實現(xiàn)360度超聲波測距。姿態(tài)解算單元用于實現(xiàn)盲杖的傾斜及運動解算。環(huán)境檢測單元用于實現(xiàn)周圍環(huán)境的檢測，包括溫度、濕度、大氣壓和紅外探測等，用于提供環(huán)境信息。信號處理單元用于實現(xiàn)對所有信息的判斷、處理及融合，一般應(yīng)使用DSP類芯片。電池供電單元采用蓄電池作為供電來源，并變換為其他單元的所需的電源。振動提示馬達用于實現(xiàn)將相關(guān)提示信號轉(zhuǎn)換為振動信號，該振動信號通過傳遞到使用者手掌的振動提示不同的信息。

超聲波傳感器陣列使用多組超聲波傳感器，以實現(xiàn)360度超聲波測距。由于單個超聲傳感器的探測角度較小，所以可采用多傳感器并行工作的方法增加探測能力。實際布置時，該陣列應(yīng)布置與導(dǎo)盲杖的下部，并且主要涵蓋導(dǎo)盲杖的前進方向。

姿態(tài)解算單元采用三軸陀螺儀、三軸加速度計及三軸電子羅盤傳感器組成一個嵌入式姿態(tài)測量系統(tǒng)。陀螺儀由于動態(tài)性能好，用于獲取實時姿態(tài)信息。但陀螺儀因為會產(chǎn)生偏移，而加速度計與電子羅盤因其靜態(tài)性能比較優(yōu)越，所以用來對陀螺儀姿態(tài)計算過程中的誤差進行修正。

環(huán)境檢測單元用于實現(xiàn)周圍環(huán)境的檢測，包括溫度、濕度、大氣壓和紅外探測等，用于提供環(huán)境信息。環(huán)境檢測單元由一系列傳感器組成，其信息需傳遞到信號處理單元，作為信息提取的參考。

信號處理單元用于實現(xiàn)對所有信息的判斷、處理及融合，一般應(yīng)使用低功耗DSP類芯片。信號處理單元的輸入信號來自于超聲波傳感器陣列、姿態(tài)解算單元和環(huán)境檢測單元的輸出，其輸出與振動提示馬達相連。信號處理單元應(yīng)融合上述三個單元的信息，并給出各種提示及引導(dǎo)。提示內(nèi)容涵蓋危險提示、過熱提示、障礙提示等多維信息，以更好的引導(dǎo)與提示信息。

電池供電單元采用蓄電池作為供電來源，并變換為其他單元的所需的電源。電池一般采用鋰離子電池，以考慮輕便和電池容量，并設(shè)計出可充電接口。考慮導(dǎo)盲杖各部分都需要供電，電池供電單元應(yīng)完成導(dǎo)盲杖其他所有單元的供電。

振動提示馬達用于實現(xiàn)將相關(guān)提示信號轉(zhuǎn)換為振動信號，該振動信號通過對手掌的振動提示不同的信息。振動提示馬達可布置多個馬達，通過提示位置和強度的不同，以對應(yīng)于不同的情況和風(fēng)險情況。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種智能化導(dǎo)盲仗，其特征在于包括：

進行超聲波測距的超聲波傳感器陣列，其安裝在導(dǎo)盲杖偏下位置；

振動把手，其位于所述智能化導(dǎo)盲仗的上端；

信號處理單元，其安裝在所述智能化導(dǎo)盲仗中；

姿態(tài)解算單元，它安裝在所述智能化導(dǎo)盲仗中并與信號處理單元相連，把它生成的表示導(dǎo)盲杖的運動方向、運動速率和空間位置的信號傳送給信號處理單元；

環(huán)境檢測單元，它安裝在所述智能化導(dǎo)盲仗中并與信號處理單元相連，把它生成的溫度、濕度、大氣壓和紅外探測數(shù)據(jù)提供給信號處理單元；

振動提示馬達，其安裝在振動把手中，并與所述信號處理單元相連，根據(jù)所述提示信號產(chǎn)生振動，該振動通過振動把手傳遞到使用者手掌。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的智能化導(dǎo)盲仗的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的智能化導(dǎo)盲仗的配置圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的智能化導(dǎo)盲仗的信號處理部分的配置圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。