[發明專利]基于超聲波測量的導盲拐杖的提醒方法

在審

• 申請號: 201711233973.X
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107966703A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 江國林
• 申請（專利權）人: 蘇州切思特電子有限公司
• 主分類號: G01S15/93
• 分類號: G01S15/93;A61H3/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及導盲電子領域，尤其涉及一種基于超聲波測量的導盲拐杖的提醒方法。

背景技術

拐杖，一種輔助行走的簡單器械，通常是一根木制或金屬棍子。一般是老人和殘疾人使用。

現有的拐杖對于盲人來說，一般只能用來對拐杖長度距離之內的障礙物進行探測，不能主動告訴盲人障礙物的方向和距離。

且現有的拐杖不能提醒盲人前方是否有水。

聲波是屬于聲音的類別之一，屬于機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波聲波。

它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。

超聲波可以根據原理分可以分為檢測超聲和功率超聲。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用，超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。

超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。

測距的公式表示為：L=C×T

式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。

超聲波測距主要應用于倒車提醒、建筑工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。

由于超聲波易于定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度傳感器進行聲波傳播速度的補償后，高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種基于超聲波測量的導盲拐杖的提醒方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

基于超聲波測量的導盲拐杖的提醒方法，所述基于超聲波測量的導盲拐杖包含拐杖本體、第一震動模塊、第二震動模塊、聲音提醒模塊、第一超聲波測量模塊、第二超聲波測量模塊、控制模塊、電源模塊和水滴感應器；

所述第一震動模塊、第二震動模塊分別設置在所述拐杖本體手握部的左側和右側；

所述第一超聲波測量模塊、第二超聲波測量模塊水平設置在所述拐杖本體上部的正面；

所述水滴感應器設置在所述拐杖本體的底部；

所述聲音提醒模塊設置在拐杖本體上，控制模塊、電源模塊均設置在拐杖本體內；

所述控制模塊分別和電源模塊、第一震動模塊、第二震動模塊、聲音提醒模塊、第一超聲波測量模塊、第二超聲波測量模塊、水滴感應器電氣相連；

所述提醒方法包含以下步驟：

步驟1），所述第一超聲波測量模塊、第二超聲波測量模塊測量周邊障礙物和拐杖本體之間的距離和方位，并將其傳遞給所述控制模塊；

步驟2），所述水滴感應器感應拐杖本體底部是否存在水，并將其傳遞給所述控制模塊；

步驟3），所述控制模塊根據水滴感應器的感應數據控制聲音提醒模塊工作：如果拐杖本體底部有水，控制模塊控制聲音提醒模塊發出“前方有水”的提示；

步驟4），控制模塊根據障礙物和拐杖本體之間的方位，設定工作模塊；

步驟4.1），如果障礙物在拐杖本體的正前方，將第一震動模塊、第二震動模塊設定為工作模塊；

步驟4.2），如果障礙物在拐杖本體的左側，將第一震動模塊設定為工作模塊；

步驟4.3），如果障礙物在拐杖本體的右側，將第二震動模塊設定為工作模塊；

步驟5），控制模塊將障礙物和拐杖本體之間的距離分別和預設的第一距離閾值、第二距離閾值進行比較，其中，所述第一距離閾值大于第二距離閾值；