[發(fā)明專利]基于移動(dòng)可穿戴計(jì)算的智慧盲杖

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110058304.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN112891162B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何堅(jiān);蘇予涵;劉新遠(yuǎn);張丞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H3/06
• 分類號(hào): A61H3/06
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

基于移動(dòng)可穿戴計(jì)算的智慧盲杖屬于電子信息領(lǐng)域，是一種基于可穿戴計(jì)算技術(shù)的盲人輔助裝置。裝置自身具有照明、發(fā)聲發(fā)光呼救功能并可通過(guò)按鈕控制已連接的移動(dòng)智能設(shè)備上功能的啟用或關(guān)閉。移動(dòng)智能設(shè)備上的功能有：使用閾值分割、RANSAC和區(qū)域生長(zhǎng)算法實(shí)現(xiàn)障礙物檢測(cè)功能；語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前時(shí)間、位置信息功能；紅綠燈檢測(cè)功能。本發(fā)明采用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有單指操作的特性；自動(dòng)連接移動(dòng)智能設(shè)備，并與其高效通信；配套的APP上具有語(yǔ)音信息播報(bào)、障礙物檢測(cè)、紅綠燈檢測(cè)功能；采用振動(dòng)的方式向盲人迅速反饋，增強(qiáng)其的使用體驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域，是一種基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和可穿戴計(jì)算技術(shù)的輔助裝置，主要借助智慧盲杖與移動(dòng)智能手持設(shè)備的交互，為視障人士室外行走提供基于語(yǔ)音或觸覺(jué)的反饋，以輔助盲人避障。

背景技術(shù)

在我國(guó)，視力障礙人士逾1730萬(wàn)，居世界第一。盲杖作為視障人士出行必需品，能夠通過(guò)觸碰地表來(lái)感知前方是否有障礙物。目前市場(chǎng)上的智能盲杖種類繁多，價(jià)格低廉的產(chǎn)品僅有語(yǔ)音求助功能，然而集成紅外線或超聲波進(jìn)行障礙物探測(cè)的盲杖價(jià)格又十分高昂。所以造成了價(jià)格低的智能盲杖功能過(guò)于單一，高價(jià)智能盲杖又面臨著功耗高、體積大等問(wèn)題。

可穿戴計(jì)算以自然的穿戴形式為用戶提供計(jì)算能力，讓人們更加關(guān)注于產(chǎn)品功能而忽略計(jì)算設(shè)備的外觀形態(tài)。移動(dòng)計(jì)算使得計(jì)算機(jī)或其他信息智能終端設(shè)備在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算資源的共享，其隨著移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)、分布式計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展日益融入到大家的工作生活中。短距離無(wú)線通信技術(shù)是將二者有機(jī)融合的橋梁，目前最常用的短距離無(wú)線通信技術(shù)有wifi、藍(lán)牙、Zigbee。其中，藍(lán)牙可以讓移動(dòng)設(shè)備在短距離內(nèi)建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和交換。與wifi和zigbee相比，藍(lán)牙具備低功耗、低輻射、低成本、低延時(shí)等特點(diǎn)。因此，本發(fā)明采用藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)盲杖與移動(dòng)智能設(shè)備間的通訊。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)移動(dòng)智能設(shè)備與盲杖通訊，并通過(guò)移動(dòng)智能設(shè)備和盲杖輔助視障人士出行的目標(biāo)，本發(fā)明借助可穿戴計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算和藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提出的基于移動(dòng)可穿戴計(jì)算的智慧盲杖包括：盲杖的桿體和杖柄。其中所述杖柄中設(shè)置有電源、主控模塊；所述杖柄前側(cè)設(shè)置有照明燈；所述杖柄內(nèi)側(cè)(即使用中大拇指所處位置)設(shè)置有按鈕盤，所述按鈕盤包括一個(gè)開關(guān)按鈕以及五個(gè)功能按鈕。所述主控模塊集成了CC2640低功耗藍(lán)牙微處理器、振動(dòng)馬達(dá)、蜂鳴器以及所述照明燈、按鈕盤控制鏈路與接口連接。

本發(fā)明的特征如下：

①單指操作

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種圓盤式按鈕組，按鈕之間保留一定距離以防誤觸。按鈕盤安裝在盲杖杖柄的內(nèi)側(cè)，視障人士?jī)H通過(guò)大拇指即可完成所有操作。按鈕上帶有盲文，代表不同功能。視障人士輕觸某按鈕后，盲杖會(huì)立即執(zhí)行該功能。

②按鈕功能

開關(guān)按鈕：

圓盤中心的按鈕為開關(guān)，處于關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，長(zhǎng)按3s后自動(dòng)開機(jī)并迅速以振動(dòng)方式向盲人反饋，同時(shí)嘗試與移動(dòng)智能設(shè)備連接，連接成功后由設(shè)備向用戶語(yǔ)音反饋或由盲杖杖柄振動(dòng)反饋提示“連接成功”。處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)，長(zhǎng)按3s開關(guān)按鈕后自動(dòng)關(guān)機(jī)，并由盲杖振動(dòng)反饋。

如遇配對(duì)不成功或用戶無(wú)需連接設(shè)備等情況，藍(lán)牙模塊在3分鐘后會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省能源。在休眠狀態(tài)中輕觸開關(guān)按鈕，藍(lán)牙模塊重新嘗試與設(shè)備連接并重新開始計(jì)時(shí)。

照明燈按鈕：在光線較暗的情況下，照明燈輔助視力障礙人士夜間出行。

發(fā)聲、發(fā)光呼救按鈕：如遇險(xiǎn)情，視障人士可按下呼救按鈕，啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲呼救，同時(shí)照明燈不斷開關(guān)形成曳光向救援人員告知其所處位置。

信息播報(bào)按鈕：輕觸該按鈕，本發(fā)明由藍(lán)牙向已連接的移動(dòng)智能設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求，設(shè)備接收后通過(guò)其擴(kuò)音器向視障人士語(yǔ)音播報(bào)當(dāng)前位置、朝向、時(shí)間。

障礙物檢測(cè)開關(guān)：輕觸該按鈕，本發(fā)明向移動(dòng)智能設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求，打開或關(guān)閉移動(dòng)智能設(shè)備的障礙物檢測(cè)功能。