[發(fā)明專利]一種基于TOF技術(shù)的3D導(dǎo)盲裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811284691.7
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109223463A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉風(fēng);許金林;譚海波;趙赫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽中科智鏈信息科技有限公司
• 主分類號(hào): A61H3/06
• 分類號(hào): A61H3/06;G01S15/93;A61B5/11
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及導(dǎo)盲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于TOF技術(shù)的3D導(dǎo)盲裝置及方法。該導(dǎo)盲裝置包括3D導(dǎo)盲裝置本體。其中，3D導(dǎo)盲裝置本體內(nèi)設(shè)有：感測(cè)模塊，其包括ToF傳感器和MEMS慣性傳感器，ToF傳感器用于檢測(cè)人體距最近障礙物的距離并產(chǎn)生障礙物距離信號(hào)，MEMS慣性傳感器用于檢測(cè)人體姿態(tài)并產(chǎn)生人體姿態(tài)信號(hào)；信號(hào)處理模塊，其用于對(duì)障礙物距離信號(hào)和人體姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理以獲取人體實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)人體實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)生成導(dǎo)盲信息；語(yǔ)音提醒模塊，其用于對(duì)導(dǎo)盲信息進(jìn)行播報(bào)；以及電源模塊，其用于對(duì)感測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊和語(yǔ)音提醒模塊進(jìn)行供電。該方法基于該裝置實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明能夠較佳地為使用者提供導(dǎo)盲服務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)盲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于TOF技術(shù)的3D導(dǎo)盲裝置及方法。

背景技術(shù)

盲人是社會(huì)中的弱勢(shì)群體，出行是他們最大的行動(dòng)障礙?，F(xiàn)有存在多種能夠?qū)γと诉M(jìn)行導(dǎo)盲的輔助行走設(shè)備，但是以往導(dǎo)盲設(shè)備在輔助盲人行走的過(guò)程中仍存在諸多空間死角，且現(xiàn)有導(dǎo)盲設(shè)備在輔助行走的同時(shí)也從一定程度上帶給盲人一定的附加障礙，故無(wú)法滿足因生活節(jié)奏加快而帶來(lái)的便捷行走的需求，從而會(huì)較大地限制盲人的生活范圍，進(jìn)而會(huì)較大地影響盲人的生活質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種基于TOF技術(shù)的3D導(dǎo)盲裝置，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一種基于TOF技術(shù)的3D導(dǎo)盲裝置，其包括3D導(dǎo)盲裝置本體。其中，3D導(dǎo)盲裝置本體內(nèi)設(shè)有：

感測(cè)模塊，其包括ToF傳感器和MEMS慣性傳感器，ToF傳感器用于檢測(cè)人體距最近障礙物的距離并產(chǎn)生障礙物距離信號(hào)，MEMS慣性傳感器用于檢測(cè)人體姿態(tài)并產(chǎn)生人體姿態(tài)信號(hào)；

信號(hào)處理模塊，其用于對(duì)障礙物距離信號(hào)和人體姿態(tài)信號(hào)進(jìn)行處理以獲取人體實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)人體實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)生成導(dǎo)盲信息；

語(yǔ)音提醒模塊，其用于對(duì)導(dǎo)盲信息進(jìn)行播報(bào)；以及

電源模塊，其用于對(duì)感測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊和語(yǔ)音提醒模塊進(jìn)行供電。

本發(fā)明中，感測(cè)模塊能夠集成ToF傳感器和MEMS慣性傳感器，從而能夠較佳地實(shí)現(xiàn)對(duì)人體與最近障礙物的距離和人體行走姿態(tài)的檢測(cè)。這使得本發(fā)明的3D導(dǎo)盲裝置不僅能夠幫助使用者避開(kāi)前方障礙物，而且還能夠通過(guò)對(duì)人體行走姿態(tài)的檢測(cè)而實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者行走方向的導(dǎo)航，而且語(yǔ)音提醒模塊的設(shè)置，使得能夠?qū)崟r(shí)根據(jù)檢測(cè)信息而播報(bào)導(dǎo)航信息，從而能夠較佳地便于使用者使用。

本發(fā)明中，ToF傳感器能夠提供較為精準(zhǔn)的距離測(cè)量，利用MEMS慣性傳感器能夠較佳地實(shí)現(xiàn)盲人行動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)作識(shí)別，從而能夠較佳地保證盲人真實(shí)平穩(wěn)的行走，并且能夠?qū)π袆?dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，從而能夠較好的避免了以往的導(dǎo)盲輔助設(shè)備因有視覺(jué)死角而會(huì)對(duì)盲人行走造成的影響，進(jìn)而極大地提高了盲人行走的便利性。

本發(fā)明中，ToF傳感器能夠使用壓電MEMS技術(shù)，整合MEMS超聲波換能器和低功耗CMOS片上系統(tǒng)，從而體積和功耗均較低，便于使用。其中，ToF傳感器在工作時(shí)能夠使得朝向行走方向的正前方發(fā)射“Chirp(啁啾)”超聲波，然后接收ToF傳感器視場(chǎng)范圍內(nèi)物體的回聲，根據(jù)聲波傳輸?shù)乃俣?，?jì)算往返時(shí)間，從而能夠較佳地得到離最近障礙物的距離，且ToF傳感器在獲取距離后能夠利用I2C通信傳送給信號(hào)處理模塊，從而較佳地實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸。

本發(fā)明中，通過(guò)語(yǔ)音提醒模塊的設(shè)置，使得本發(fā)明的3D導(dǎo)盲裝置能夠具有語(yǔ)音提示功能，這使得本發(fā)明的3D導(dǎo)盲裝置能夠根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過(guò)語(yǔ)音的方式對(duì)使用者進(jìn)行導(dǎo)盲，從而較佳地實(shí)現(xiàn)了自主導(dǎo)盲功能。

作為優(yōu)選，信號(hào)處理模塊處還設(shè)有一存儲(chǔ)模塊，存儲(chǔ)模塊用于對(duì)人體實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)存儲(chǔ)。從而能夠較佳地對(duì)使用者的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，進(jìn)而能夠較佳地實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)盲功能。

作為優(yōu)選，ToF傳感器與信號(hào)處理模塊間通過(guò)I2C通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。從而便于數(shù)據(jù)傳輸。