[發(fā)明專利]一種用雷達感知環(huán)境并進行觸覺反饋引導盲人行走的方法

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107961145A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 楊皓
• 申請（專利權）人: 廣州正藝產(chǎn)品設計有限公司
• 主分類號: A61H3/06
• 分類號: A61H3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及電子技術領域，是一種利用超聲波或電磁波發(fā)射并接收感知環(huán)境，然后用振動或壓感等方式反饋至人體，讓盲人通過這種反饋感知外部環(huán)境，避開障礙物正常行走的方法，確切地說是一種用雷達感知環(huán)境并進行觸覺反饋引導盲人行走的方法。

背景技術

失明人士或弱視人士在行走過程中相當不便，由于視覺問題而無法清楚感知外界環(huán)境而不能正常行進。一般在緩慢行走的時候，盲人需要知道以下兩方面情況才能夠相對自如地向前行進：第一方面是地面凹凸情況；第二方面是水平兩米以內(nèi)，垂直地面以上身高以內(nèi)的空間情況。對于第一方面，盲人通過訓練可以利用腳底觸感以及拐杖對地面進行探知，已經(jīng)可以實現(xiàn)。而對于第二方面，目前尚無方法讓盲人對周圍空間情況進行感知，盲人目前充其量只能用伸手觸摸或者用拐杖在空中晃動來感知周圍環(huán)境，很不方便。也就是這個原因，對盲人的行走形成了非常大的障礙，使其活動范圍有很大的局限。因此，我們需要一種方法，使盲人在行走過程中可以充分感知所處環(huán)境，使自己選擇正確路線行進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用雷達感應環(huán)境并進行觸覺反饋引導盲人行走的方法，使盲人充分感知所處環(huán)境，選擇正確的行進路線，亦即提供了一種非常直觀及科學的導盲方法。

為了實現(xiàn)上述目的，結合附圖說明本發(fā)明，本發(fā)明采用以下技術方案：觸覺導盲器包括有感應觸覺單元，盲人通過佩戴于身上的多個方向的雷達對身體外部環(huán)境進行實時感應，并將相關信息反饋至控制器，控制器通過該信息判斷外部多個方向物體距離，當距離達到預警距離時，控制器驅(qū)動與這個方向相應的觸覺發(fā)生裝置通過振動或壓感對佩戴者進行觸覺反饋提醒，(圖1)當距離變化物體趨近時，反饋加強，當距離變化趨遠時，反饋減弱，若距離超出預警距離側(cè)反饋消失，盲人佩戴者便可以通過這些反饋，用身體的觸覺感知外部環(huán)境情況，引導自己的行走。

這種用雷達感知環(huán)境并進行觸覺反饋引導盲人行走的方法，包括盲人佩戴者本身以及觸覺導盲器(圖4)。其中，觸覺導盲器包括有感應-觸覺單元、軟性環(huán)帶(可伸縮)、電源(圖2、3)。圖中感應-觸覺單元為八個，而為了更精確的感應可以將該單元排列得更多，若僅僅考慮前進狀態(tài)的感知，則最少可減至三個，每個感應-觸覺單元包括雷達(內(nèi)含超聲波或電磁波發(fā)射器、接收器)、控制器、觸覺發(fā)生裝置(圖1)。觸覺導盲器中的多個感應-觸覺單元和電源由電線相連并固定于軟性環(huán)帶，多個感應-觸覺單元相互呈一定角度及距離分布，保證對外部環(huán)境360度的感應準確和均勻(圖2)。

當盲人佩戴上觸覺導盲器如(圖4)將環(huán)帶壓貼至身體表面并將其處于工作狀態(tài)時，固定在軟性環(huán)帶上各個角度的感應-觸覺單元內(nèi)的雷達便開始實時感應外部環(huán)境。當外界有物體出現(xiàn)在預警距離以內(nèi)時，感應-觸覺單元里的雷達感應到物體后向控制器作出反饋，控制器驅(qū)動觸覺發(fā)生裝置產(chǎn)生振動或壓感。當雷達感應到物體的距離不同時，控制器驅(qū)動觸覺發(fā)生裝置所產(chǎn)生的振動或壓感的程度不同，當距離近時振動或壓感強烈，當距離遠時振動或壓感輕微，當距離大于預警距離時則停止動作，這樣盲人就可以通過觸覺感知外部物體的遠近。同時，由多個雷達360度環(huán)繞于盲人佩戴者身上，因此盲人可以通過觸覺實時感知外部各個方向物體的距離。通過這樣的方法，盲人便能夠清楚感知到外部環(huán)境中物體的方向和遠近了。

當觸覺導盲器應用于行走中的場景時，盲人佩戴者會實時動態(tài)感應到環(huán)帶上各個方向的感應-觸覺單元產(chǎn)生的振動或者壓感，從而感知到行走路線上的各個方向的障礙物，及時調(diào)整走進方向和速度，趨吉避害，大大方便了失明人士的日常活動。

本發(fā)明具體說是通過讓盲人佩戴一個觸覺導盲器，上面均勻分布著多個感應-觸覺單元10的環(huán)帶(圖4)，該單元內(nèi)的雷達實時通過超聲波或電磁波的發(fā)射和反饋感知360度環(huán)境的物體分布情況，并向單元內(nèi)控制器進行反饋，控制器根據(jù)反饋從而驅(qū)動與盲人身體相應位置接觸的觸覺發(fā)生裝置4，盲人通過體表觸覺來感知外部環(huán)境的情況，從而令盲人具有實時感知外部環(huán)境的能力，大大方便盲人的日常活動。

本發(fā)明技術特征可概述為：本發(fā)明包括使用者本身、觸覺導盲器(圖4)，其中觸覺導盲器包括軟性環(huán)帶、感應-觸覺單元(單元包括雷達8、控制器3、觸覺發(fā)生裝置4、電源9以及相連的電線7；多個雷達實時感應外部360度環(huán)境情況(個數(shù)越多，感應的精度越高)，控制器接收到雷達反饋后驅(qū)動相應的觸覺發(fā)生裝置，產(chǎn)生振動或壓感的動作，令盲人通過觸覺感知相應方向的環(huán)境情況，從而引導身體避開阻礙物體，選擇安全的行進路線。

附圖說明

圖1為感應一觸覺單元示意簡圖。

圖2為觸覺導盲器俯視示意簡圖。