CN106074097A - 一种智能手杖系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种智能手杖系统，所述智能手杖系统包括智能手杖、靠近盲道设置的信号接收器、处理终端，智能手杖内设有与信号接收器配合的信号发射器；本发明手杖可以作为盲人拐杖使用，也就有其他功能。如能语音提示:救救我,请帮我拨打110、120；遇到困难时能自动发送信息,可以预存三个五个家庭人员手机号,发送生病意外信息告知；可以实现GPS定位,通知家属前来救援；自动呼救功能、通过特定按钮发送呼救信息；还能超声波障碍物检测告知,小型的障碍物；照明及低电压报警提示。本发明可帮助盲人识别盲道的位置，并告知盲人。

Description

一种智能手杖系统

本申请是申请号为201510016991.7、专利名称为《一种智能手杖及智能手杖系统》专利的分案申请。

技术领域

本发明属于日常用品技术领域，涉及一种智能手杖，尤其涉及一种智能手杖系统。

背景技术

手杖是人类使用最早的工具之一，随着时代的发展手杖也伴随人类一路前行，并赋予它不同的功能。在科技发达的今天手杖也要具有智能化。病人、痴呆的老年人、盲人、正常但腿脚不便的人，都需要手杖具有更多功能，提供更切实可行的帮助。

随着科技的发展，一些电子技术逐步应用于手杖中。如中国专利CN200810158247.0公开了一种盲人手杖,具有手杖主体,主体内安装类似倒车雷达的电子雷达、报警器及其配套器件,其特征是:所述手杖中空,手柄处安装集成电路板,手杖中端朝前位置安装电子雷达,上端前侧安装报警喇叭,上端后侧安装电池,报警喇叭、雷达与集成电路板之间通过手杖中间空洞用电缆线连接。该发明为盲人出行提供了可以避免前方各种障碍物碰撞的手杖,也可以有意识地探测到左右两侧是否有其他障碍物,为盲人出行安全提供有效保障。

然而，现有的手杖无法告知盲人盲道的位置，特别在交通路口时(盲道在交通路口会有中断)，给盲人带来很多不便。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的智能手杖，以便克服现有手杖的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能手杖系统，可帮助盲人识别盲道的位置，并告知盲人。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能手杖系统，所述智能手杖系统包括：智能手杖、靠近盲道设置的信号接收器、处理终端，智能手杖内设有与信号接收器配合的信号发射器；

所述智能手杖连接处理终端；信号接收器连接对应的处理终端，处理终端连接设定距离内的智能手杖；

所述智能手杖的信号发射器发送的信号被靠近盲道设置的若干信号接收器接收，各信号接收器将接收到的信号发送至处理终端；处理终端根据各个信号接收器发送的数据计算信号发射器对应智能手杖的位置信息；

所述处理终端将计算得到的数据及周边盲道的位置数据直接发送至智能手杖；

所述智能手杖根据周边盲道的位置数据、智能手杖的实时行走方向轨迹、智能手杖的位置信息，获取周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息，以及各盲道的方位信息；

所述智能手杖包括图像获取单元、手臂与手杖所呈角度获取单元、手杖高度自动调节单元；

所述图像获取单元用以获取在手杖着地时，使用者使用手杖的图像信息；智能手杖的底部设有压力传感器，该压力传感器与图像获取单元连接；

所述手臂与手杖所呈角度获取单元用以根据图像获取单元获取的图像信息计算手臂与手杖所呈角度，并判断其是否在正常角度的阈值区间，若大于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送延长手杖长度的命令，若小于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送缩短手杖长度的命令；

所述手杖高度自动调节单元包括控制器、电机，智能手杖包括手杖主体、第一调节杆，通过控制器控制电机调节第一调节杆相对于手杖主体的位置。

作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括服务器，所述智能手杖、处理终端分别连接服务器。

作为本发明的一种优选方案，所述处理终端为设置于盲道旁的设备，或者，所述处理终端设置于各个智能手杖中。

作为本发明的一种优选方案，所述智能手杖包括语音播报系统，用以播报实时位置信息；

所述智能手杖包括盲人指南针，用以通过语音或触摸的方式向盲人指示方向；

所述智能手杖包括八组触摸感应机构，八组触摸感应机构分别对应智能手杖前、右前、右、右后、后、左后、左、左前方向是否有盲道，以及与对应盲道最近处的距离信息L；将测得的各盲道方向值与各方向比对，最接近的方向作为判别结果；

所述每组触摸感应机构包括若干触摸感应按键，n个触摸感应按键凸起代表距离信息L包含n个设定单元距离a，即L≥n*a；各触摸感应按键通过控制芯片根据周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息、各盲道的方位信息控制各个触摸感应按键是否凸起。

作为本发明的一种优选方案，所述智能手杖还包括倾斜感应单元、自动拨打电话单元、自动呼救单元、信息自动发送单元；

当倾斜感应单元感应到智能手杖处于水平位置时，判断使用者跌倒，通过自动拨打电话单元拨打设定号码，并在电话中告知智能手杖的方位信息；当倾斜感应单元判断使用者跌倒时，自动呼救单元自动播放设定音频，播放呼救信息；所述信息自动发送单元用以向设定手机号码发送发生意外的信息，并告知其智能手杖的位置信息。

作为本发明的一种优选方案，所述智能手杖还包括障碍识别单元，障碍识别单元用以识别前方的障碍物。

本发明的有益效果在于：本发明提出的智能手杖及智能手杖系统，可帮助盲人识别盲道的位置，并告知盲人。

此外，本发明智能手杖具有如下功能：

语音提示:救救我,请帮我拨打110，120；

自动发送信息,可以预存三个五个家庭人员手机号,发送生病意外信息告知；

GPS定位,通知家属前来救援；

自动呼救功能、通过特定按钮发送呼救信息；

超声波障碍物检测告知,小型的障碍物；

手仗倾斜报警及报警清除；

照明及低电压报警提示。

附图说明

图1为本发明智能手杖系统的组成示意图。

图2为本发明智能手杖系统的应用示意图。

图3为本发明智能手杖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种智能手杖系统，所述智能手杖系统包括：智能手杖、服务器、终端设备、铺设于地面盲道下及盲道周边的信号接收器，智能手杖内设有与信号接收器配合的信号发射器。

所述智能手杖、终端设备分别连接服务器；信号接收器连接对应的终端设备，终端设备连接设定距离内的智能手杖。

所述智能手杖的信号发射器发送的信号被地面盲道下的若干信号接收器接收，各信号接收器将接收到的信号发送至终端设备；终端设备根据各个信号接收器发送的数据计算信号发射器对应智能手杖的位置信息。

所述终端设备将计算得到的数据及周边盲道的位置数据直接发送至智能手杖，或者通过服务器发送至智能手杖。

所述智能手杖根据周边盲道的位置数据、智能手杖的实时行走方向轨迹、智能手杖的位置信息，获取周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息(方向信息至东西南北等方向)，以及各盲道的方位信息(方位信息指各盲道端点的位置)。

所述智能手杖包括语音播报系统，用以播报实时位置信息。

所述智能手杖包括盲人指南针，用以通过语音或触摸的方式向盲人指示方向。

所述智能手杖包括八组触摸感应机构，八组触摸感应机构分别对应智能手杖前、右前、右、右后、后、左后、左、左前方向是否有盲道(将测得的方向值与各方向比对，最接近的方向作为结果)，以及与对应盲道最近处的距离信息L。

所述每组触摸感应机构包括若干触摸感应按键，n个触摸感应按键凸起代表距离信息L包含n个设定单元距离a，即L≥n*a；各触摸感应按键通过控制芯片根据周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息、各盲道的方位信息控制各个触摸感应按键是否凸起。如图2所示，图2显示的事例中，触摸感应机构会指向左前、右两个方向。同时，每组包括5个触摸感应按键，每个按键代表距离2米。则图2的事例中，向右则仅凸出1个触摸感应按键(表示2米或2米之内)，左前则凸出3个触摸感应按键(表示距离左前的盲道大概6米左右的距离)。当然，每组触摸感应机构也可以包括表示各个方位是否有盲道的按键，若有，则凸起该按键，若无则不凸起。

所述智能手杖还包括倾斜感应单元、自动拨打电话单元、自动呼救单元、信息自动发送单元；当倾斜感应单元感应到智能手杖处于水平位置时，判断使用者跌倒，通过自动拨打电话单元拨打设定号码，并在电话中告知智能手杖的方位信息；当倾斜感应单元判断使用者跌倒时，自动呼救单元自动播放设定音频，播放呼救信息；所述信息自动发送单元用以向设定手机号码发送发生意外的信息，并告知其智能手杖的位置信息。

所述智能手杖包括图像获取单元、手臂与手杖所呈角度获取单元、手杖高度自动调节单元。

所述图像获取单元用以获取在手杖着地时，使用者使用手杖的图像信息；智能手杖的底部设有压力传感器，该压力传感器与图像获取单元连接。

所述手臂与手杖所呈角度获取单元用以根据图像获取单元获取的图像信息计算手臂与手杖所呈角度，并判断其是否在正常角度的阈值区间，若大于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送延长手杖长度的命令，若小于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送缩短手杖长度的命令。

所述手杖高度自动调节单元包括控制器、电机，智能手杖包括手杖主体、第一调节杆，通过控制器控制电机调节第一调节杆相对于手杖主体的位置。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，所述智能手杖包括十组均匀分布的触摸感应机构(当然也可以是6组、12组等等，可以根据需要自由设置)，分别对应智能手杖的各个方向是否有盲道，以及与对应盲道最近处的距离信息L。

实施例三

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，请参阅图3，本发明智能手杖采用三节结构，分别为上部102、中部103、下部104：上部102连有手柄101，上部102的空间内可以设置电池，上部102的前端还可以设置探照灯106。中部103为中空电路部分，其中可以设置主要的电路；下部104连接触地部分105，下部104的前端可以设置红外线传感器，用来检测是否有障碍物。手柄可以使用木质材料，做成手握舒适的各种形状。中空电路部分采用塑料材料，中间安装电路及传感器。触地部分可以使用木质也可以使用其他材料，主要以轻便、不打滑为主。

本发明智能手杖的工作原理为：接通电源开关后，单片机首先检测电池电压是否处于正常使用范围，是则提示“可以正常使用”，若低于使用范围则提示“请充电”，充满则提示“已充满”。单片机是否有呼救按钮按下，没有则单片机检测手杖是否倾斜，若倾斜是否有清除按钮按下，若有说明无意手杖倾斜，无需报警求救。一般给出10秒的时间间隔，以给扶正手杖或清除的时间。超声波传感器是为盲人设置，主要是检测小型的砖、石或其他手杖不易碰到的小型障碍物，以免绊倒。当有小型障碍物时，也会语音提示小心。当单片机检测到手杖倾斜而又超过清除时间时就会报警，首先读取GPS定位信息，然后调取预存的手机号码，自动发送GPS定位信息和求救信息。同时播放“救救我,请帮我拨打110，120”的语音，提醒路人给以帮助。若是在家里需要帮助，可以按下呼救按钮，也会读取GPS定位信息，然后调取预存的手机号码，自动发送GPS定位信息和求救信息，但不会语音播放。手机号可以通过计算机的USB口输送到单片机内的存储器(FLASH)上断电不会丢失，除非有新号码输入。

综上所述，本发明提出的智能手杖及智能手杖系统，可帮助盲人识别盲道的位置，并告知盲人。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种智能手杖系统，其特征在于，所述智能手杖系统包括：智能手杖、靠近盲道设置的信号接收器、处理终端，智能手杖内设有与信号接收器配合的信号发射器；

所述智能手杖连接处理终端；信号接收器连接对应的处理终端，处理终端连接设定距离内的智能手杖；

所述智能手杖的信号发射器发送的信号被靠近盲道设置的若干信号接收器接收，各信号接收器将接收到的信号发送至处理终端；处理终端根据各个信号接收器发送的数据计算信号发射器对应智能手杖的位置信息；

所述处理终端将计算得到的数据及周边盲道的位置数据直接发送至智能手杖；

所述智能手杖根据周边盲道的位置数据、智能手杖的实时行走方向轨迹、智能手杖的位置信息，获取周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息，以及各盲道的方位信息；

所述智能手杖包括图像获取单元、手臂与手杖所呈角度获取单元、手杖高度自动调节单元；

所述图像获取单元用以获取在手杖着地时，使用者使用手杖的图像信息；智能手杖的底部设有压力传感器，该压力传感器与图像获取单元连接；

所述手臂与手杖所呈角度获取单元用以根据图像获取单元获取的图像信息计算手臂与手杖所呈角度，并判断其是否在正常角度的阈值区间，若大于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送延长手杖长度的命令，若小于该阈值区间，则向手杖高度自动调节单元发送缩短手杖长度的命令；

所述手杖高度自动调节单元包括控制器、电机，智能手杖包括手杖主体、第一调节杆，通过控制器控制电机调节第一调节杆相对于手杖主体的位置。

2.根据权利要求1所述的智能手杖系统，其特征在于：

所述系统还包括服务器，所述智能手杖、处理终端分别连接服务器。

3.根据权利要求1所述的智能手杖系统，其特征在于：

所述处理终端为设置于盲道旁的设备，或者，所述处理终端设置于各个智能手杖中。

4.根据权利要求1所述的智能手杖系统，其特征在于：

所述智能手杖包括语音播报系统，用以播报实时位置信息；

所述智能手杖包括盲人指南针，用以通过语音或触摸的方式向盲人指示方向；

所述智能手杖包括八组触摸感应机构，八组触摸感应机构分别对应智能手杖前、右前、右、右后、后、左后、左、左前方向是否有盲道，以及与对应盲道最近处的距离信息L；

所述每组触摸感应机构包括若干触摸感应按键，n个触摸感应按键凸起代表距离信息L包含n个设定单元距离a，即L≥n*a；各触摸感应按键通过控制芯片根据周边各盲道的距离信息、各盲道的方向信息、各盲道的方位信息控制各个触摸感应按键是否凸起。

5.根据权利要求1所述的智能手杖系统，其特征在于：

所述智能手杖还包括倾斜感应单元、自动拨打电话单元、自动呼救单元、信息自动发送单元；

当倾斜感应单元感应到智能手杖处于水平位置时，判断使用者跌倒，通过自动拨打电话单元拨打设定号码，并在电话中告知智能手杖的方位信息；当倾斜感应单元判断使用者跌倒时，自动呼救单元自动播放设定音频，播放呼救信息；所述信息自动发送单元用以向设定手机号码发送发生意外的信息，并告知其智能手杖的位置信息。

6.根据权利要求1所述的智能手杖系统，其特征在于：

所述智能手杖还包括障碍识别单元，障碍识别单元用以识别前方的障碍物。