[發明專利]一種智能NFC手杖及其障礙物檢測方法

在審

• 申請號: 202010427526.3
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111657643A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 何富運;管旭升;羅玉玲;蘇珉;王勛;黃曉明;張耀
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: A45B3/00
• 分類號: A45B3/00;A45B7/00;A45B9/00;G01S19/33;G06K7/10;G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G07C9/20;H04W4/80;H04W4/029
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 張麗

本發明公開了一種智能NFC手杖及其障礙物檢測方法，屬于電子電路技術領域，包括伸縮組件和抓柄，所述抓柄設置在伸縮組件的頂部，所述抓柄上設置有觸摸開關、LED指示燈、NFC模塊、定位模塊、無線充電接收模塊、電池模塊和控制器模塊。通過在手杖扶手處內集成NFC芯片，使手杖能夠在實現輔助行走的基礎上具有傳統門禁卡和交通卡的功能。老人由于年事已高，自身行動不便、反應遲鈍、記憶力下降，當他們拄著拐杖通過小區門及單元門或者乘坐公交車、地鐵時，本發明能讓老人無需再翻找對應的門禁卡或交通卡，僅需要用手杖的扶手接觸相應的卡片感應位置，即可通過小區門、單元門或者完成地鐵、公交的購票。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種智能NFC手杖及其障礙物檢測方法。

背景技術

伴隨著社會的發展，中國人口老齡化增速已經達到世界第一。預計在2030 年，中國65歲以上人口占比將超過日本，成為全球人口老齡化程度最高國家。至2050年，中國社會將進入深度老齡化階段，60歲以上人口占比超30％。老人作為社會上占比越來越大的一個群體，相較于年輕人，行動相對不便，學習能力及反應能力退化，需要更多的關愛和照顧，使他們能夠在更好地生活?，F有很多的老年人進出小區會忘記帶門禁卡，或者搭交通工具時，忘記拿I C 卡等，同時老年人動作比較慢需要從口袋或者背包等拿出時，需要花費較多的時間，因此，需要設計一種智能手杖，更好的為老年人服務。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能NFC手杖及其障礙物檢測方法，解決現有老年人出門容易忘記帶門禁卡和公交車卡等的技術問題。

一種智能NFC手杖，包括伸縮組件和抓柄，所述抓柄設置在伸縮組件的頂部，所述抓柄上設置有觸摸開關、LED指示燈、NFC模塊、定位模塊、無線充電接收模塊、電池模塊和控制器模塊，所述NFC模塊、定位模塊、無線充電接收模塊、電池模塊和控制器模塊均設置在抓柄的內部，所述觸摸開關設置在抓柄的頭部頂端，所述LED指示燈內嵌設置在抓柄的前端，所述無線充電接收模塊與電池模塊連接，所述電池模塊經觸摸開關與控制器模塊連接供電，所述LED指示燈、NFC模塊和定位模塊均與控制器模塊連接。

進一步地，所述伸縮組件由若干根相互內嵌的嵌套管組成，嵌套管的頂部外側設置有外螺紋，嵌套管的底部內側設置有內螺紋，嵌套管的外螺紋與前端的嵌套管的內螺紋螺紋連接。

進一步地，所述定位模塊包括ATK1218-BD位置獲取子模塊和GPRS A6子模塊，所述ATK1218-BD位置獲取子模塊和GPRS A6子模塊均與控制器模塊連接，所述GPRS A6子模塊與遠程用戶端無線連接。

上述方案還包括攝像頭和揚聲器，所述攝像頭和揚聲器均是設置在抓柄前端底部，攝像頭和揚聲器均與控制器模塊連接。

所述NFC模塊使用主控芯片型號為TRF7970A芯片，NFC模塊與控制器模塊的串口1連接。

一種智能NFC手杖的障礙物檢測方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：使用攝像頭拍攝具有障礙物的路面照片，并把拍照的照片作為障礙物圖像的樣本庫；

步驟2：分別對每一張樣本庫圖像增強處理，擴充樣本庫圖像的數量，數據增強的方法包括對圖像進行水平翻轉、垂直翻轉、添加隨機噪聲和隨機旋轉處理；然后對障礙物圖像中的物體的類別使用標注工具進行標注，按照特定協議將標注的數據信息以PASCAL VOC格式儲存文件；

步驟3：構建圖像的檢測模型，其模型是由特征提取網絡，空間金字塔網絡和多尺度預測層構建的特征金子塔網絡組成，用于生成障礙物圖像的障礙物特征圖、并利用3種不同尺度的特征圖區域上對障礙物進行檢測和識別；

步驟4：訓練檢測模型，通過隨機梯度下降法對檢測模型進行訓練得到障礙物模型后，將待檢測的障礙物圖像輸入訓練好的模型進行測試，實現障礙物檢測，發現障礙物后進行使用揚聲器(11)播報給用戶。