CN101827150A - 一种具有导盲功能的手机及导盲方法 - Google Patents

Abstract

一种具有导盲功能的手机及导盲方法，手机中的导盲模块包括路况信号采集模块、数据采集处理控制模块以及信息提示模块；其中，路况信号采集模块向空气中不同方向发射不同频率的超声波信号，并将其遇障碍物后反射的回波信号转换成路况信息电信号输出；数据采集处理控制模块对输入的路况信息电信号进行计算分析转换成障碍物信息，依据预先存储的各种导盲参数等级数据对障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息输出；信息提示模块将输入的路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号和/或不同等级的振动序列信号，通过手机模块提示给用户。本发明为视障用户提供迅速、准确且适用于各种环境的路况信息，能明显提高提示效果。

Description

一种具有导盲功能的手机及导盲方法

技术领域

本发明涉及具有导盲功能的手机及导盲方法，以及集成在手机中的导盲装置。

背景抹术

目前市场上有多种电子导盲装置，包括集成了导盲模块的手机或其它移动终端装置。2008年7月23日公开的专利申请号为200710062852.3的中国专利申请“导盲手机及导盲方法”公开了一种导盲手机，包括基带处理模块、语音输出模块、距离传感器和摄像模块；其中，距离传感器用于探测前方障碍物，并将探测结果发送给基带处理模块；摄像模块用于采集前方障碍物的图像数据，并将采集的图像数据发送给基带处理模块；基带处理模块用于根据所述探测结果获取障碍物的距离信息，根据所述图像数据以及本地的物体模板库对障碍物进行图像匹配识别，并将识别后的障碍物的类型及距离信息发送给语音输出模块；语音输出模块用于通过语音方式向用户提供所述障碍物的类型及距离信息。

上述发明虽然可以向视障者提供前方障碍物的信息，但是尚存在以下不足：

(1)使用超声波探头只采集单一方向的信息，所覆盖的范围较小；

(2)最终信息提示单一，仅为语音提示；在嘈杂的环境下，可能会使该语音提示失效；

(3)未对采集的各种信息进行分析、判断，以及按危险程度进行差异化提示。

总之，上述发明由于超声波信息采集方向单一，且信息提示方式单一，以及缺乏对采集的信息进行分析、判断等功能，因此使得导盲提示信息不够准确、迅速以及对环境要求较为苛刻，从而影响提示效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有导盲功能的手机及导盲方法，能够为视障者迅速、准确地提供适用于各种环境的提示，从而明显提高提示效果。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有导盲功能的手机装置，包括导盲模块和手机模块，该导盲模块包括依次连接的路况信号采集模块、数据采集处理控制模块以及信息提示模块，其中：

路况信号采集模块，用于在数据采集处理控制模块的控制下，向空气中不同方向发射出不同频率的超声波信号，并将超声波信号遇障碍物后反射的回波信号，转换成路况信息电信号输出给数据采集处理控制模块；

数据采集处理控制模块，与手机模块连接，用于对输入的路况信息电信号进行计算分析转换成障碍物信息，并依据手机模块中预先存储的各种导盲参数等级数据对障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息输出至信息提示模块；

信息提示模块，与手机模块连接，用于将输入的路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号和/或不同等级的振动序列信号，通过手机模块提示给用户。

进一步地，手机模块包括存储模块和信息输入设备，导盲模块还包括分别与数据采集处理控制模块、存储模块和信息输入设备连接的参数设置模块，其中：

参数设置模块，用于在数据采集处理控制模块的控制下，为用户提供通过信息输入设备中的麦克风和/或键盘设置导盲参数的接口，并将用户设置的导盲参数存储在存储模块中；供用户设置的导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

进一步地，路况信号采集模块包括相互连接的超声波探测模块和换能模块，其中：

超声波探测模块，包括至少两对超声波发射探头和超声波接收探头，分布于手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面，其中，至少两个超声波发射探头用于将换能模块中的发射换能器产生的不同频率的超声波信号向至少两个不同方向的空间发射出去，超声波接收探头用于将从至少两个不同方向接收的超声波信号相应的回波信号输出给换能模块中的接收换能器；

换能模块，用于在数据采集处理控制模块的控制下，将由发射换能器对发射电路产生的高频电信号转换成的超声波信号，输出至超声波发射探头；将由接收换能器对输入的回波信号转换成的电信号，再经由接收电路放大为路况信息电信号，输出至数据采集处理控制模块。

进一步地，数据采集处理控制模块包括信息分析模块、路况分类模块以及控制模块，其中：

信息分析模块，用于输入来自换能模块的路况信息电信号，通过测量不同方向和频率的发射波信号与回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种作为障碍物信息，输出至路况分类模块；

路况分类模块，用于将输入的障碍物信息，与存储模块中存储的各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行分类及编码，形成常规的路况信息输出至信息提示模块，或形成紧急路况信息及紧急等级信息输出至信息提示模块；

控制模块，用于控制路况信号采集模块、信息分析模块、路况分类模块、信息提示模块以及参数设置模块的工作及模块之间的信号交互。

进一步地，手机模块还包括信息输出设备，信息提示模块包括相互连接的常规路况提示模块及解码控制器，还包括相互连接的紧急路况提示模块及语音控制器；其中：

常规路况提示模块，用于将接收的常规路况信息输出给解码控制器；

紧急路况提示模块，用于将接收的紧急路况信息输出给解码控制器，并将接收的紧急等级信息输出给语音控制器；

解码控制器，与信息输出设备中的马达、耳机和/或扬声器连接，用于对输入的常规路况信息或紧急路况信息，通过解码控制器进行音频解码产生不同的音频序列信号，经耳机或扬声器播放给用户，和/或通过解码控制器进行振动解码产生不同等级的振动序列信号，经马达振动提示给用户，同时，将输入的紧急等级信息通过语音控制器解码产生紧急报警语音信号，经耳机或扬声器播放给用户。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集成在手机中的导盲装置，与手机中的手机模块连接，该导盲装置包括依次连接的路况信号采集模块、数据采集处理控制模块以及信息提示模块，其中：

路况信号采集模块，用于在数据采集处理控制模块的控制下，向空气中不同方向发射出不同频率的超声波信号，并将超声波信号遇障碍物后反射的回波信号，转换成路况信息电信号输出给数据采集处理控制模块；

数据采集处理控制模块，与手机模块连接，用于对输入的路况信息电信号进行计算分析转换成障碍物信息，并依据手机模块中预先存储的各种导盲参数等级数据对障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息输出至信息提示模块；

信息提示模块，与手机模块连接，用于将输入的路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号和/或不同等级的振动序列信号，通过手机模块提示给用户。

进一步地，手机模块包括存储模块和信息输入设备，导盲装置还包括分别与数据采集处理控制模块、存储模块和信息输入设备连接的参数设置模块，其中：

参数设置模块，用于在数据采集处理控制模块的控制下，为用户提供通过信息输入设备中的麦克风和/或键盘设置导盲参数的接口，并将用户设置的导盲参数存储在存储模块中；供用户设置的导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

进一步地，路况信号采集模块包括相互连接的超声波探测模块和换能模块，其中：

超声波探测模块，包括至少两对超声波发射探头和超声波接收探头，分布于手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面，其中，至少两个超声波发射探头用于将换能模块中的发射换能器产生的不同频率的超声波信号向至少两个不同方向的空间发射出去，超声波接收探头用于将从至少两个不同方向接收的超声波信号相应的回波信号输出给换能模块中的接收换能器；

所述换能模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，将由发射换能器对发射电路产生的高频电信号转换成的超声波信号，输出至超声波发射探头；将由接收换能器对输入的回波信号转换成的电信号，再经由接收电路放大为路况信息电信号，输出至数据采集处理控制模块。

进一步地，数据采集处理控制模块包括信息分析模块、路况分类模块以及控制模块，其中：

信息分析模块，用于输入来自换能模块的路况信息电信号，通过测量不同方向和频率的发射波信号与回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种作为障碍物信息，输出至路况分类模块；

路况分类模块，用于将输入的障碍物信息，与存储模块中存储的各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行所述分类及编码，形成常规的路况信息输出至信息提示模块；或形成紧急路况信息及紧急等级信息输出至信息提示模块；

控制模块，用于控制路况信号采集模块、信息分析模块、路况分类模块、信息提示模块以及参数设置模块的工作及模块之间的信号交互。

进一步地，手机模块还包括信息输出设备，信息提示模块包括相互连接的常规路况提示模块及解码控制器，还包括相互连接的紧急路况提示模块及语音控制器；其中：

常规路况提示模块，用于将接收的常规路况信息输出给解码控制器；

紧急路况提示模块，用于将接收的紧急路况信息输出给解码控制器，并将接收的紧急等级信息输出给语音控制器；

解码控制器，与信息输出设备中的马达、耳机和/或扬声器连接，用于对输入的常规路况信息或紧急路况信息，通过解码控制器进行音频解码产生不同的音频序列信号，经耳机或扬声器播放给用户，和/或通过解码控制器进行振动解码产生不同等级的振动序列信号，经马达振动提示给用户，同时，将输入的紧急等级信息通过语音控制器解码产生紧急报警语音信号，经耳机或扬声器播放给用户。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于手机上的导盲方法，包括：

在手机开机后导盲开关被打开时，根据预先存储的导盲参数控制手机向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号；

当接收到超声波信号通过空间障碍物反射的回波信号后，通过测量不同方位及频率的发射波与相应的回波信号的时间差，计算分析出障碍物信息，并依据预先存储的各种导盲参数等级数据对障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息；

将路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号通过扬声器或耳机输出，和/或生成不同等级的振动序列信号通过马达振动输出。

进一步地，还包括：

将用户通过手机上的麦克风和/或键盘设置的导盲参数进行存储，供用户设置的导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

进一步地，

控制手机向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号是指，控制手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号；

通过测量不同方位及频率的发射波与相应的回波信号的时间差，计算分析出的障碍物信息包括障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种障碍物信息；

编码产生出的所述路况信息，包括编码产生出的常规路况信息，或编码产生出的紧急路况信息以及紧急等级信息；

将路况信息进行解码是指，将常规路况信息或紧急路况信息进行音频解码，生成不同的音频序列信号通过扬声器或耳机输出；和/或将常规路况信息或紧急路况信息进行振动解码，生成不同等级的振动序列信号通过马达振动输出，同时，将紧急路况的紧急等级信息进行语音解码，生成语音信号通过扬声器或耳机输出。

进一步地，用户通过手机上的麦克风和/或键盘设置导盲参数具体包括：

当导盲参数设置开关打开，为用户提供要设置的所有参数项，并由用户对选中的参数项进行参数设置；

当用户通过按键输入设置结果时，用语音提示用户确认设置结果是否为需要的参数，若是，就切换到下一项参数继续进行设置，直至参数设置完毕；若否继续进行当前参数的设置。

与现有技术相比较，本发明通过配备不同频率、不同方向的多个超声波探头采集多维信号，并经过数据处理转换为具有多种表征的障碍物信息，包括障碍物的距离、形状、移动速度等，最终将多维信号处理为不同的音阶(即音调)提示给视障者，同时辅助有多级振动提示和紧急语音提示。通过多维提示信息的刺激，使视障者对路况的判断由被动变为主动。而且，通过将导盲功能与手机相结合，极大地提高盲人使用手机的便利性和积极性，从而扩大手机针对残疾人用户的使用范围。

附图说明

图1是本发明具有导盲功能的手机装置的结构框图；

图2是本发明的导盲模块中路况信号采集模块的结构框图；

图3是本发明的导盲模块中数据处理模块的结构框图；

图4本发明的导盲模块中信息提示模块的结构框图；

图5是本发明具有导盲功能的手机装置进行超声波导盲数据处理的信号流图；

图6是本发明的导盲方法的导盲参数设置流程图；

图7是本发明的导盲方法的超声波发射流程图；

图8是本发明的导盲方法的超声波接收、处理及信息提示/报警流程图。

具体实施方式

本发明具有导盲功能的手机及导盲方法，其发明构思为：手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面分布有至少两对超声波发射探头和接收探头。工作时，数据采集处理控制模块根据预先设置存储在存储模块中的导盲参数，通过换能模块激活超声波发射探头向用户正前方及两侧发射出不同频率的超声波，同时通过超声波接收探头接收回波，并通过过换能模块转换回送至数据采集处理控制模块。数据采集处理控制模块通过测量不同方位和频率发射波与回波的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及周围障碍物的距离等，依据预先存储的导盲参数等级数据对这些障碍物信息进行分类及编码，最终将编码的路况信息送至音频解码器或振动解码器进行解码，转换成不同的音频序列信号或振动序列信号提示给视障者，使视障者主动感受到周围环境的变化。

以下结合附图和优选实施例对本发明的上述构思进行展开详述，从而清晰地阐述出本发明的技术方案。

通过在手机中添加本发明的导盲模块来实现本发明，该导盲模块与手机中的手机模块的连接关系如图1所示，该导盲模块包括控制模块以及依次连接的路况信号采集模块、数据处理模块及信息提示模块，还包括参数设置模块，其中：

路况信号采集模块，用于通过换能器和超声波发射/接收探头，将发射出去的超声波信号经过空间空气中传播遇到障碍物后反射回的回波信号，转换成路况信息电信号输出给数据处理模块；

数据处理模块，与手机模块中的存储模块和DSP/微处理器连接，用于对输入的路况信息电信号进行计算分析，转换成障碍物信息，并依据存储模块中预先存储的导盲参数等级数据对这些障碍物信息进行分类及编码，产生出常规路况信息和紧急路况信息及其紧急等级信息输出至信息提示模块；

数据处理模块对信号进行的计算分析、对信息的分类及数据处理可通过手机模块中的DSP/微处理器进行。

信息提示模块，与手机模块中的信息输出设备连接，用于将输入的常规的路况信息和/或紧急等级信息进行解码，生成不同的音频序列信号，或者生成不同等级的或振动序列信号，通过手机模块中的信息输出设备提示给用户；或者，将输入的紧急路况的等级信息进行解码，生成语音信号，通过手机模块中的信息输出设备提示给用户；

参数设置模块，与手机模块中的信息输入设备和存储模块连接，用于通过信息输入设备(包括麦克风和/或键盘，图中未示)，作为导盲参数的设置接口供用户设置导盲参数，并将设置的参数存储在手机模块的存储模块中；

导盲参数包括不同等级(即档位)的探测距离、不同等级的探测角度、不同等级的障碍物形状、不同等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔等。

控制模块，分别与路况信号采集模块、数据处理模块及信息提示模块以及参数设置模块连接，用于控制这些模块的工作以及模块之间的信号交互；

手机模块，用于为导盲模块提供底层的信息输入/输出设备、存储模块以及DSP/微处理器。

图1中所示的导盲模块仅仅是本发明的一个优选实施例。本发明除此之外，还可以例举出其它实施例。譬如，控制模块不作为一个独立的模块显性地画出，而是与数据处理模块集成在一个数据采集处理控制模块(芯片)上，实现对超声波信号的采集、计算分析及数据处理的综合控制，如图5所示。

图1中所示的路况信号采集模块的结构框图如图2所示，包括超声波探测模块和换能模块，其中：

超声波探测模块包括至少两对的超声波发射探头和超声波接收探头，分布于手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面(在本实施例中是分布于手机背对用户的前侧和两侧的三对超声波发射/接收探头)；其中，超声波发射探头与换能模块中的发射换能器连接，超声波接收探头与换能模块中的接收换能器连接(图2中只示出一对超声波发射/接收探头分别与发射/接收换能器连接)；将发射换能器产生的超声波信号向周围空间发射出去，当超声波在空气中传播遇到障碍物反射后，由超声波接收探头将接收的回波信号输出给接收换能器；

换能模块，包括发射换能器和接收换能器和发射/接收电路，其中，

发射换能器，用于利用逆压电效应将发射电路产生的高频电信号转换成超声波信号输出给超声波发射探头；

接收换能器，用于利用压电效应将超声波接收探头接收的回波信号转换成电信号输出给接收电路；

发射/接收电路，包括一个发射电路和一个接收电路，其中，发射电路用于在控制模块的控制下产生高频电信号；接收电路用于在控制模块的控制下将接收换能器输出的电信号进行放大，作为路况信息电信号输出至数据处理模块。

图1中所示的数据处理模块的结构框图如图3所示，包括信息分析模块和路况分类模块，其中：

信息分析模块，用于通过测量不同方位和频率的发射波与回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离等各种障碍物信息输出至路况分类模块；

路况分类模块，用于将输入的各种障碍物信息，与手机模块的存储模块中(即Flash或其内的文件系统)预先存储(经过参数设置存储或默认参数存储)的各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行分类及编码，形成常规的路况信息和紧急路况信息及紧急等级信息输出至信息提示模块，从而进入不同的路况信息提示及报警。

图1中所示的信息提示模块的结构框图如图4所示，包括相互连接的常规路况提示模块和解码控制器(内含有音频解码器和振动解码器)，以及相互连接的紧急路况提示模块和语音控制器(集成语音芯片)；其中：

常规路况提示模块，与手机模块中的扬声器和马达连接，用于将输入的常规路况信息通过音频解码器解码，产生不同的音频序列信号经扬声器播放给用户，和/或通过振动解码器解码，产生的不同等级的振动序列信号经马达提示给用户；

紧急路况提示模块，还与解码控制器连接，用于将输入的紧急路况信息，由音频解码器解码产生不同的音频序列信号经扬声器播放给用户，和/或由振动解码器解码产生的不同等级的振动序列信号经马达提示给用户；同时，将输入的紧急等级信息通过语音控制器解码产生紧急报警语音信号，经耳机或扬声器播放给用户。

在此，振动提示是音频序列提示、语音提示的一个很好的补充，即使是在嘈杂的环境中也可以将路况信息提示给用户。

图5本发明具有导盲功能的手机装置进行超声波导盲数据处理的信号流图，在手机背对用户的前侧方向和/或两侧方向上，分布有至少两对超声波发射探头和接收探头(在本实施例中是分布于手机背对用户的前侧和两侧的三对超声波发射/接收探头)。工作(即导盲开关打开)时，工作时，数据采集处理控制模块(集成有控制模块与数据处理模块)根据存储模块中预先设置存储的导盲参数，通过换能模块激活超声波发射探头向用户正前方及两侧发射出不同频率的超声波，同时通过超声波接收探头接收回波，并通过换能模块转换回送至数据采集处理控制模块。数据采集处理控制模块通过测量不同方位和频率发射波与回波的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离等，并依据存储模块中预先存储的导盲参数等级数据对这些障碍物信息进行分类及编码，最终将编码后的路况信息送至音频解码器或振动解码器进行解码，转化为不同的音频序列信号或振动序列信号提示给视障者，使视障者主动感受到周围环境的变化。

本发明的通过具有导盲功能的手机的导盲方法，包括如下步骤：

步骤1：将用户通过手机上的麦克风或键盘设置的导盲参数进行存储；

导盲参数包括包括探测距离(不同档位)、探测角度(不同档位)、物体体积(不同档位)、物体移动速度(不同档位)、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关及报警间隔等。

用户未设置的导盲参数，可以将手机中预先存储的缺省参数作为导盲参数使用。

步骤2：手机开机时当导盲开关打开，根据预先存储的导盲参数控制在至少两个方向上发射不同频率的超声波信号；

步骤3：当接收到超声波信号通过空间障碍物反射的回波信号后，通过测量不同方位及频率的发射波与相应的回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及周围障碍物的距离等障碍物信息，并依据预先存储的导盲参数等级数据对这些障碍物信息进行分类及编码，产生出常规路况信息或紧急路况信息及其紧急等级信息；

步骤4：将常规路况信息或紧急路况信息进行音频解码为音频序列信号后，通过扬声器输出；或者，将常规路况信息或紧急路况信息进行振动解码为振动序列信号后，通过马达输出，并将紧急路况的等级信息进行语音解码为语音信号后，通过扬声器和/或耳机输出。

如图6所示，为上述导盲方法中的导盲参数设置流程，包括如下步骤：

610～630：当导盲参数设置开关打开，为用户提供要设置的所有参数项，并由用户对选中的参数项进行参数设置；

640～650：当用户通过按键输入设置结果时，用语音提示用户确认设置结果是否为需要的参数，若是执行步骤660，若否重复执行步骤630，继续当前参数的设置；

660：切换至下一参数，循环设置，直到退出。

如图7所示是上述导盲方法中的超声波发射过程的流程图，包括如下步骤：

710、730：判断是否需要设置导盲参数，是则设置必要的导盲参数，否则使用默认设置或已有设置；

720～760：当判断导盲开关打开时，控制发射电路产生高频信号，并通过发射换能器将该高频电信号转换成超声波信号，由超声波发射探头按照一定的间隔(如每秒发送一次)将产生的超声波信号发射到周围空间中去，如果导盲开关持续打开，则循环执行步骤720～760过程；若导盲开关关闭，则结束超声波发射过程。

如图8所示是是上述导盲方法中的超声波回波接收、处理和信息提示及报警流程，包括如下步骤：

801～803：当判断导盲开关打开时，将超声波接收探头接收的超声波回波信号通过接收换能器转换成电信号，并将其放大为路况信息电信号；如果导盲开关关闭，则结束流程。

804～806、808：通过不同方位和频率的发射波与回波信号(由路况信息电信号折算出)的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及周围障碍物的距离等障碍物信息，并将障碍物信息与预先存储(经过参数设置存储或默认参数存储)的各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行分类及编码，产生出常规路况信息或紧急路况信息及其紧急等级信息；

807、809：将常规路况信息或紧急路况信息解码为不同的音频序列信号，输出至扬声器；或者，将常规路况信息或紧急路况信息解码为不同等级的振动序列信号输出至振动器；将紧急等级信息解码为语音信号输出至扬声器或耳机。

譬如可提供代表不同方位区间、不同距离、不同大小的音频或音调，同时可以开启左右马达通过不同的振动组合进行辅助提示；若为紧急路况信息，除了将其输入音阶集成电路或微型振动器进行解码外，同时提取出其中的紧急等级信息并将其输入到集成语音芯片，用于突发情况的紧急报警。

综上所述，本发明通过配备不同频率、不同方向的多个超声波探头采集多维信号，并经过数据处理转换为具有多种表征的障碍物信息，包括障碍物的距离、形状、移动速度等，最终将多维信号处理为不同的音阶(即音调)提示给视障者，同时辅助有多级振动提示和紧急语音提示。通过多维提示信息的刺激，使视障者对路况的判断由被动变为主动。而且，通过将导盲功能与手机相结合，极大地提高盲人使用手机的便利性和积极性，从而扩大手机针对残疾人用户的使用范围。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种具有导盲功能的手机装置，包括导盲模块和手机模块，其特征在于，所述导盲模块包括依次连接的路况信号采集模块、数据采集处理控制模块以及信息提示模块，其中：

所述路况信号采集模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，向空气中不同方向发射出不同频率的超声波信号，并将所述超声波信号遇障碍物后反射的回波信号，转换成路况信息电信号输出给所述数据采集处理控制模块；

所述数据采集处理控制模块，与所述手机模块连接，用于对输入的所述路况信息电信号进行计算分析转换成障碍物信息，并依据所述手机模块中预先存储的各种导盲参数等级数据对所述障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息输出至所述信息提示模块；

所述信息提示模块，与所述手机模块连接，用于将输入的所述路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号和/或不同等级的振动序列信号，通过所述手机模块提示给用户。

2.按照权利要求1所述的手机装置，其特征在于，所述手机模块包括存储模块和信息输入设备，所述导盲模块还包括分别与所述数据采集处理控制模块、所述存储模块和所述信息输入设备连接的参数设置模块，其中：

所述参数设置模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，为用户提供通过所述信息输入设备中的麦克风和/或键盘设置导盲参数的接口，并将用户设置的导盲参数存储在所述存储模块中；供用户设置的所述导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

3.按照权利要求1或2所述的手机装置，其特征在于，所述路况信号采集模块包括相互连接的超声波探测模块和换能模块，其中：

所述超声波探测模块，包括至少两对超声波发射探头和超声波接收探头，分布于手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面，其中，至少两个所述超声波发射探头用于将所述换能模块中的发射换能器产生的不同频率的超声波信号向至少两个不同方向的空间发射出去，所述超声波接收探头用于将从所述至少两个不同方向接收的所述超声波信号相应的回波信号输出给所述换能模块中的接收换能器；

所述换能模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，将由所述发射换能器对发射电路产生的高频电信号转换成的超声波信号，输出至所述超声波发射探头；将由所述接收换能器对输入的所述回波信号转换成的电信号，再经由接收电路放大为路况信息电信号，输出至所述数据采集处理控制模块。

4.按照权利要求2所述的手机装置，其特征在于，所述数据采集处理控制模块包括信息分析模块、路况分类模块以及控制模块，其中：

所述信息分析模块，用于输入来自所述换能模块的所述路况信息电信号，通过测量不同方向和频率的发射波信号与回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种作为障碍物信息，输出至路况分类模块；

所述路况分类模块，用于将输入的所述障碍物信息，与所述存储模块中存储的所述各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行所述分类及编码，形成常规的路况信息输出至所述信息提示模块，或形成紧急路况信息及紧急等级信息输出至所述信息提示模块；

所述控制模块，用于控制所述路况信号采集模块、所述信息分析模块、所述路况分类模块、所述信息提示模块以及所述参数设置模块的工作及模块之间的信号交互。

5.按照权利要求4所述的手机装置，其特征在于，所述手机模块还包括信息输出设备，所述信息提示模块包括相互连接的常规路况提示模块及解码控制器，还包括相互连接的紧急路况提示模块及语音控制器；其中：

所述常规路况提示模块，用于将接收的所述常规路况信息输出给所述解码控制器；

所述紧急路况提示模块，用于将接收的所述紧急路况信息输出给所述解码控制器，并将接收的所述紧急等级信息输出给所述语音控制器；

所述解码控制器，与所述信息输出设备中的马达、耳机和/或扬声器连接，用于对输入的所述常规路况信息或所述紧急路况信息，通过所述解码控制器进行音频解码产生不同的音频序列信号，经所述耳机或所述扬声器播放给用户，和/或通过所述解码控制器进行振动解码产生不同等级的振动序列信号，经所述马达振动提示给用户，同时，将输入的紧急等级信息通过所述语音控制器解码产生紧急报警语音信号，经所述耳机或所述扬声器播放给用户。

6.一种集成在手机中的导盲装置，与所述手机中的手机模块连接，其特征在于，所述导盲装置包括依次连接的路况信号采集模块、数据采集处理控制模块以及信息提示模块，其中：

所述路况信号采集模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，向空气中不同方向发射出不同频率的超声波信号，并将所述超声波信号遇障碍物后反射的回波信号，转换成路况信息电信号输出给所述数据采集处理控制模块；

所述数据采集处理控制模块，与所述手机模块连接，用于对输入的所述路况信息电信号进行计算分析转换成障碍物信息，并依据所述手机模块中预先存储的各种导盲参数等级数据对所述障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息输出至所述信息提示模块；

所述信息提示模块，与所述手机模块连接，用于将输入的所述路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号和/或不同等级的振动序列信号，通过所述手机模块提示给用户。

7.按照权利要求6所述的导盲装置，其特征在于，所述手机模块包括存储模块和信息输入设备，所述导盲装置还包括分别与所述数据采集处理控制模块、所述存储模块和所述信息输入设备连接的参数设置模块，其中：

所述参数设置模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，为用户提供通过所述信息输入设备中的麦克风和/或键盘设置导盲参数的接口，并将用户设置的导盲参数存储在所述存储模块中；供用户设置的所述导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

8.按照权利要求6或7所述的导盲装置，其特征在于，所述路况信号采集模块包括相互连接的超声波探测模块和换能模块，其中：

所述超声波探测模块，包括至少两对超声波发射探头和超声波接收探头，分布于手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面，其中，至少两个所述超声波发射探头用于将所述换能模块中的发射换能器产生的不同频率的超声波信号向至少两个不同方向的空间发射出去，所述超声波接收探头用于将从所述至少两个不同方向接收的所述超声波信号相应的回波信号输出给所述换能模块中的接收换能器；

所述换能模块，用于在所述数据采集处理控制模块的控制下，将由所述发射换能器对发射电路产生的高频电信号转换成的超声波信号，输出至所述超声波发射探头；将由所述接收换能器对输入的所述回波信号转换成的电信号，再经由接收电路放大为路况信息电信号，输出至所述数据采集处理控制模块。

9.按照权利要求7所述的导盲装置，其特征在于，所述数据采集处理控制模块包括信息分析模块、路况分类模块以及控制模块，其中：

所述信息分析模块，用于输入来自所述换能模块的所述路况信息电信号，通过测量不同方向和频率的发射波信号与回波信号的时间差，计算分析出障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种作为障碍物信息，输出至所述路况分类模块；

所述路况分类模块，用于将输入的所述障碍物信息，与所述存储模块中存储的所述各种导盲参数等级数据进行比较，根据比较结果进行所述分类及编码，形成常规的路况信息输出至所述信息提示模块；或形成紧急路况信息及紧急等级信息输出至所述信息提示模块；

所述控制模块，用于控制所述路况信号采集模块、所述信息分析模块、所述路况分类模块、所述信息提示模块以及所述参数设置模块的工作及模块之间的信号交互。

10.按照权利要求9所述的导盲装置，其特征在于，所述手机模块还包括信息输出设备，所述信息提示模块包括相互连接的常规路况提示模块及解码控制器，还包括相互连接的紧急路况提示模块及语音控制器；其中：

所述常规路况提示模块，用于将接收的所述常规路况信息输出给所述解码控制器；

所述紧急路况提示模块，用于将接收的所述紧急路况信息输出给所述解码控制器，并将接收的所述紧急等级信息输出给所述语音控制器；

所述解码控制器，与所述信息输出设备中的马达、耳机和/或扬声器连接，用于对输入的所述常规路况信息或所述紧急路况信息，通过所述解码控制器进行音频解码产生不同的音频序列信号，经所述耳机或所述扬声器播放给用户，和/或通过所述解码控制器进行振动解码产生不同等级的振动序列信号，经所述马达振动提示给用户，同时，将输入的紧急等级信息通过所述语音控制器解码产生紧急报警语音信号，经所述耳机或所述扬声器播放给用户。

11.一种用于手机上的导盲方法，包括：

在所述手机开机后导盲开关被打开时，根据预先存储的导盲参数控制所述手机向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号；

当接收到所述超声波信号通过空间障碍物反射的回波信号后，通过测量不同方位及频率的发射波与相应的回波信号的时间差，计算分析出障碍物信息，并依据预先存储的各种导盲参数等级数据对所述障碍物信息进行分类及编码，产生出路况信息；

将所述路况信息进行解码，生成不同的音频序列信号通过扬声器或耳机输出，和/或生成不同等级的振动序列信号通过马达振动输出。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

将用户通过所述手机上的麦克风和/或键盘设置的导盲参数进行存储，供用户设置的所述导盲参数包括各等级的探测距离、各等级的探测角度、各等级的障碍物形状、各等级的障碍物移动速度、声音警报开关、振动警报开关、语音警报开关以及报警间隔中的任意多种导盲参数的组合。

13.按照权利要求11或12所述的方法，其特征在于，

控制所述手机向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号是指，控制所述手机的两侧和/或手机使用时背对用户的那一面向空间的至少两个方向发射不同频率的超声波信号；

通过测量不同方位及频率的发射波与相应的回波信号的时间差，计算分析出的障碍物信息包括障碍物的方位、形状、移动速度以及距离中的一种或多种障碍物信息；

所述编码产生出的所述路况信息，包括编码产生出的常规路况信息，或编码产生出的紧急路况信息以及紧急等级信息；

将所述路况信息进行解码是指，将所述常规路况信息或所述紧急路况信息进行音频解码，生成不同的音频序列信号通过扬声器或耳机输出；和/或将所述常规路况信息或所述紧急路况信息进行振动解码，生成不同等级的振动序列信号通过马达振动输出，同时，将所述紧急路况的紧急等级信息进行语音解码，生成语音信号通过扬声器或耳机输出。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，用户通过所述手机上的麦克风和/或键盘设置导盲参数具体包括：

当导盲参数设置开关打开，为用户提供要设置的所有参数项，并由用户对选中的参数项进行参数设置；

当用户通过按键输入设置结果时，用语音提示用户确认设置结果是否为需要的参数，若是，就切换到下一项参数继续进行设置，直至参数设置完毕；若否继续进行当前参数的设置。

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