CN106420286A - 一种导盲腰带 - Google Patents

Abstract

本发明适用于导盲装置领域，提供了一种导盲腰带，包括：腰带本体；设于所述腰带本体上，用于探测周围环境状况、并形成被测物体的位置信息的激光雷达系统；设于所述腰带本体上，接收并处理所述激光雷达模块探测的被测物体的位置信息，形成提示指令的控制器；以及由所述提示指令控制，输出周围环境状况提示信息的提醒模块。本发明提供的一种导盲腰带，结构简单，采用激光雷达系统对周围环境情况进行探测，探测精度高，探测距离远，可靠性强。

Description

一种导盲腰带

技术领域

本发明属于导盲装置领域，尤其涉及一种导盲腰带。

背景技术

中国目前约有盲人1000万，占世界盲人总数的18％，而且未来有持续增加的趋势，到2020年，中国盲人数量预估可达5000万。盲人作为社会上的一个特殊群体，需要社会给予他们更多的关爱和照顾，使他们能够更好的独立生活。如何安全行走，是盲人生活中面临的最大问题，目前，盲人专用的导盲产品却很不成熟，现有技术大都采用单点激光扫描测距或者红外测距传感技术，检测精度差，检测距离近。

发明内容

本发明实施例提供一种导盲腰带，旨在解决现有的导盲产品导航精度差、检测距离近的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种导盲腰带，包括：

腰带本体；

设于所述腰带本体上，用于探测周围环境状况、并形成被测物体的位置信息的激光雷达系统；

设于所述腰带本体上，接收并处理所述激光雷达模块探测的被测物体的位置信息，形成提示指令的控制器；以及

由所述提示指令控制，输出周围环境状况提示信息的提醒模块。

本发明提供的一种导盲腰带，采用激光雷达系统对周围环境情况进行探测，探测精度高，探测距离远；进而激光雷达系统等设置在腰带本体上，装配简单，使用方便；进而控制器对激光雷达系统检测的被测物体的位置信息进行处理并发送提示指令到提醒模块，提醒模块提醒使用人员周围的环境情况，整体结构简单，可靠性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明实施例1提供的一种导盲腰带的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种导盲腰带的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种导盲腰带中第一激光雷达模块探测平面的覆盖角度示意图；

图4为本发明实施例1提供的一种导盲腰带中第二激光雷达模块探测平面与第一激光雷达模块的扫描平面的夹角示意图；

图5为本发明实施例1提供的一种导盲腰带中第二激光雷达模块探测平面的覆盖角度示意图；

图6为本发明实施例1提供的一种导盲腰带中第二激光雷达模块的模块示意图；

图7为本发明实施例1提供的一种导盲腰带中控制器的模块示意图。

附图标号说明：

1、激光雷达系统；

11、第一激光雷达模块；111、第一激光雷达模块探测平面；

12、第二激光雷达模块；121、结构光发射模块；122、信号采集模块；123、信号处理模块，124、发射孔；125、采集孔；126、第二激光雷达模块探测平面；

2、控制器；21、数据接收模块；22、数据处理模块；23、数据转换模块；24、数据发送模块；

3、提醒模块；

4、腰带本体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参阅图1，本发明提供了一种导盲腰带，包括：激光雷达系统1，与激光雷达系统相连接的控制器2，与控制器连接的提醒模块3，以及腰带本体4。

激光雷达系统1检测腰带本体4(即使用人员)周围环境情况，获得的被测物体的位置信息，并上传至控制器2，控制器2接收并处理被测物体的位置信息，形成提示指令，并将提示指令传递给提醒模块3，提醒模块3提醒使用人员周围的环境情况。

如图2所示，进一步的，激光雷达系统1包括：第一激光雷达模块11和第二激光雷达模块12，第一激光雷达系统11用于沿着水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境，第二激光雷达模块12设于腰带本体4前部，用于近距离扫描探测腰带本体前方路况。

如图2和图3所示，在本实施例中，腰带本体4上设有前后两组第一激光雷达模块11，两组第一激光雷达模块11同时工作，共同实现水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境的功能，在其它实施例中，第一激光雷达模块11可为两组以上，具体数量可根据实际情况而定，只需实现水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境的功能即可。

需要理解的是，第一激光雷达模块11用于沿着水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境，上述水平方向只是为了描述方便而并非起限制作用，在实际工作中，第一激光雷达模块探测平面111可以小范围的上下移动或和倾斜，即第一激光雷达模块探测平面111具体的位置可以是在该水平方向上下波动，具体的范围视实际情况而定。

在本实施例中，第一激光雷达模块11通过计算调制激光发射和返回的时间差得到光程进而得到被测物体的距离信息并上传至控制器2，可实现远距离(200米范围内)360度环境扫描探测，精度高，扫描频率快，数据实时更新，可靠性强，可探测障碍物的详细信息，例如方位，距离以及速度信息等，在其它实施例中，第一激光雷达模块11也可采用其它类型的激光雷达来得到被测物体的距离信息，比如基于三角测距原理的激光雷达，或者其任意组合，均可实现同样的作用效果，故具体的类型视实际情况而定。

如图2和图4所示，第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111成一定的夹角且第二激光雷达模块12发射的光束斜向射往地面。

如图5所示，第二激光雷达模块12发射结构光检测前方路况，第二激光雷达模块探测平面126为覆盖一定角度的二维平面，可实现更高的角度分辨率和扫描频率，第二激光雷达模块12利用三角测距原理得到结构光照射范围内的周围环境距离信息，检测精度高，可靠性强，可准确探测腰带本体4前方近距离内(6米内)障碍物以及路面平整度信息(障碍物方位，距离以及形状和尺寸信息),可实时探测路况。

如图2和图4所示，第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111之间的夹角A可为0-90度，优选30-45度。

当第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111之间的夹角A为0度时，第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111基本重合，能实现腰带本体4前方水平方向较精准的检测，对腰带本体4前方的路况检测效果不佳。

当第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111之间的夹角A为90度时，第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111垂直，能实现对腰带本体4前方路况的检测，检测精度高，但检测距离短。

当第二激光雷达模块探测平面126与第一激光雷达模块探测平面111之间的夹角A为30-45度时，能实现对腰带本体4前方路况的检测，检测精度高，检测距离较远(6米左右)。

如图5所示，第二激光雷达模块探测平面126为覆盖一定角度的扇形二维平面，第二激光雷达模块探测平面126的覆盖角度B可为30-150度，优选60-110度。一般的做法是，最远探测距离与扫描宽度成反比。

当覆盖角度B小于30度时，第二激光雷达模块探测平面126的扫描宽度(1米以下)较小，即第二激光雷达模块12发射的结构光只能检测到腰带本体前方较窄(1米以下)的一个区域，虽然此时探测距离较远，但是扫描宽度过小，可靠性低，易出现事故；

当覆盖角度B在60-110度范围内时，第二激光雷达模块探测平面126的扫描面积较理想，当覆盖角度B为60度时，第二激光雷达模块探测平面126的扫描宽度(2米左右)较好，即第二激光雷达模块12发射的结构光能检测到腰带本体前方宽度为2米左右的一个区域，探测距离较远，检测效果良好。

当覆盖角度B为110度时，第二激光雷达模块探测平面126的扫描宽度(5米左右)较大，即第二激光雷达模块12发射的结构光能检测到腰带本体前方宽度5米左右的一个区域，探测距离适中，检测效果较好。

当覆盖角度B为150度时，第二激光雷达模块探测平面126的探测宽度为12米左右，即第二激光雷达模块12发射的结构光能检测到腰带本体前方宽度为12米左右的一个区域，扫描宽度过大，探测距离过近，效果不明显。

需要理解的是，在本实施例中，上述第二激光雷达模块探测平面126的探测宽度是指第二激光雷达探测平面126与地面(地面假设为水平面)相交时相交线的长度；相对应的，在本实施例中，上述第二激光雷达模块探测平面126也是基于第二激光雷达模块探测平面126的探测宽度等于第二激光雷达探测平面126与地面(地面假设为水平面)相交时相交线的长度。

在其它实施例中，第二激光雷达模块探测平面126在上述描述的基础上也是可以上下移动或者倾斜的，只需第二激光雷达模块12能实现本实施例上述功能或/和满足本实施例中上述要求即可。

如图6所示，第二激光雷达模块12包括：结构光发射模块121，信号采集模块122，信号处理模块123。

如图2所示，第二激光雷达模块12的本体上设有发射孔124和采集孔125，相对应的，结构光发射模块121设于发射孔124的后面，信号采集模块122设于采集孔125的后面，信号处理模块123设于第二激光雷达模块12的本体内部且与结构光发射模块121以及信号采集模块122相连接，

如图7所示，控制器2包括数据接收模块21、数据处理模块22、数据转换模块23以及数据发送模块24，数据接收模块21接收第一激光雷达模块11和第二激光雷达模块12检测的被测物体的位置信息并上传给数据处理模块22，数据处理模块22处理所述激光雷达模块1检测的被测物体的位置信息并处理好的位置信息上传至数据转换模块23，数据转换模块23将所述数据处理模块处理22的信息转换成提示指令并将提示指令上传至数据发送模块24，数据发送模块24将数据转换模块23转换的提示指令上传至提醒模块3。

如图1或图2所示，在本实施例中，提醒模块3为蓝牙耳机，与控制器2中的数据发送模块24无线连接且无需固定在腰带本体上，从而可根据数据发送模块24发送的提示指令播放相应的语音，提醒使用人员周围环境情况；在其它实施例中，提醒模块3也可采用其他语音提醒模块，例如音箱等，只需固定在腰带本体4上即可。提醒模块3还可其它的提醒模块，例如，震动提醒模块或者盲文提醒模块等，震动提醒模块，固定在腰带本体4上，通过震动的形式，让盲人得知周围的环境情况，特别是在外界嘈杂的环境下依然可以得知周围环境信息；盲文提醒模块，比如采用在腰带本体4上设有触觉反馈屏幕，在屏幕上显示盲文等。

进一步的，在本实施例中，腰带本体4与第一激光雷达模块11、第二激光雷达模块12、控制模块2均可拆卸连接，从而可以方便维修更换；在其它实施例中，腰带本体4与第一激光雷达模块11、第二激光雷达模块12、控制模块2也可均为固定连接，即不可拆卸，具体的连接方式视实际情况而定。

上述可拆卸连接可为卡扣连接等连接方式，由于其结构简单，在本实施例中未另作图注明。

进一步的，在本实施例中，第一激光雷达模块11与所述腰带本体4通过带扣结构连接。

上述带扣结构类似于皮带扣结构，即带扣结构套接在腰带本体4上，可沿着腰带本体4长度方向移动，带扣结构上固定第一激光雷达模块11，当需要把第一激光雷达模块11固定在腰带本体4上时，只需通过按压带扣结构将带扣结构固定在腰带本体上即可，由于结构较为简单，在本实施例中未另作图注明。从而可以适应不同腰围的人使用该导盲腰带，避免第一激光雷达模块11固定在腰带本体4上后，使用人员使用时由于腰围原因或其它原因，出现第一激光雷达模块11佩戴后位置与设计时的位置不一样而出现无法实现水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境的功能。

进一步的，腰带本体4上还可设置有GPS定位模块，从而当盲人使用本发明提供的一种导盲腰带出行时，其他人，如家人可以在任何地方通过网络确定盲人的位置，以防盲人迷路走丢，可进一步确保盲人安全。

所述腰带本体4上还可设有语音报时装置，为使用人员报时。

本发明提供的一种导盲腰带相较于现有技术具有以下有益效果：

1、采用激光雷达系统对周围环境情况进行检测，检测精度高，检测距离远；

2、激光雷达系统等设置在腰带本体上，装配简单，使用方便；

3、控制器对激光雷达系统检测的被测物体的位置信息进行处理并发送指令到提醒模块，提醒模块提醒使用人员周围的环境情况，整体结构简单，可靠性强；

4、激光雷达系统包括用于沿着水平方向360度扫描探测腰带本体周围环境情况的第一激光雷达模块和用于近距离扫描探测腰带本体前方路况的第二激光雷达模块，检测精度高，检测距离远，可靠性强。

5、腰带本体与第一激光雷达模块、第二激光雷达模块、控制模块均可拆卸连接，从而可以方便维修更换。

6、第一激光雷达模块与腰带本体通过带扣结构连接，结构简单，可根据不同的情况调整第一激光雷达模块的位置，方便使用，市场认可度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导盲腰带，其特征在于，包括：

腰带本体；

设于所述腰带本体上，用于探测周围环境状况、并形成被测物体的位置信息的激光雷达系统；

设于所述腰带本体上，接收并处理所述激光雷达模块探测的被测物体的位置信息，形成提示指令的控制器；以及

由所述提示指令控制，输出周围环境状况提示信息的提醒模块。

2.如权利要求1所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述激光雷达模块包括：

第一激光雷达模块，所述第一激光雷达模块至少为两组，分别设置在所述腰带本体上以用于沿着水平方向360度探测腰带本体周围环境。

第二激光雷达模块，所述第二激光雷达模块发射的激光的探测平面与所述第一激光雷达模块发射的激光的探测平面成一定的夹角且斜向射往地面以用于近距离探测腰带本体前方路况。

3.如权利要求2所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述第二激光雷达模块发射的激光的探测平面与所述第一激光雷达模块发射的激光的探测平面的夹角为20-60度。

4.如权利要求2所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述第二激光雷达模块为发射结构光的激光雷达，具体包括：

发射结构光的结构光发射模块；

接收被测物体的反射回来的结构光信号的信号采集模块；

接收并处理所述信号采集模块采集的被测物体的位置信息，以及控制所述第二激光雷达模块中各模块之间进行协调工作的信号处理模块，所述信号处理模块将处理好的被测物体的位置信息上传至所述控制器。

5.如权利要求4所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述第二激光雷达模块发射的结构光的探测平面的覆盖角度为30-150度。

6.如权利要求2所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述腰带本体与所述第一激光雷达模块、所述第二激光雷达模块、所述控制模块均可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述第一激光雷达模块与所述腰带本体通过带扣结构连接。

8.如权利要求1所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述控制器包括：

接收所述激光雷达模块检测的被测物体的位置信息的数据接收模块；

处理所述激光雷达模块检测的被测物体的位置信息的数据处理模块；

将所述数据处理模块处理的信息转换成提示指令的数据转换模块；

将数据转换模块转换的提示指令上传至提醒模块的数据发送模块。

9.如权利要求1所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述提醒模块为语音提醒模块和/或震动提醒模块和/或盲文提醒模块。

10.如权利要求1所述的一种导盲腰带，其特征在于，所述腰带本体上还设有GPS定位模块。