CN107961144A - 一种电子导盲系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子导盲系统及方法，涉及电子导盲技术领域，完善现有导盲设备的功能，帮助盲人自行通过红绿灯路口，检测马路上的障碍物情况并提醒盲人，让盲人更加方便的在道路上行走。本发明的主要技术方案为：一种电子导盲系统，包括盲人手持部分和公共服务部分，盲人手持部分包括过马路按键、方向传感器模块、提醒模块、障碍物检测模块、无线通信模块和微处理器模块；公共服务部分包括微处理器模块、红绿灯模块、无线通信模块。本发明主要用于电子导盲，方便使用。

Description

一种电子导盲系统及方法
技术领域
本发明涉及导盲技术，具体涉及一种电子导盲技术，尤其涉及一种路口导盲及马路障碍物检测提醒系统及方法。
背景技术
国家相关部门的统计显示，我们国家大概有500万盲人,占全世界盲人总数的18％，同时,每年我国会新增将近45万盲人。由于社会在不断的发展进步，道路交通逐渐变得越来越发达，路况也变得越来越复杂，为了让盲人能够和正常人一样出行，导盲犬和导盲设备成了现代盲人出行不可或缺的一部分。随着电子信息技术的飞速发展,电子导盲将逐步取代导盲犬。
电子导盲系统是基于传统导盲辅助工具，以电子信息技术为基础、具有自动识别障碍物和交通标志、导航、电子一键求助和语音提示等一种或多种功能，并能够帮助盲人安全顺利的到达目的地的导盲设备。电子导盲系统通过各种传感技术来采集外部的环境信息(盲道、人行道、红绿灯以及障碍物)，经过滤波降噪以及AD转换后传输给控制处理器，控制处理器对接收的外部环境信息判断处理后发出指令信息，通过语音或振动等信息提示盲人安全、便捷出行。
与传统的导盲犬相比,电子导盲具有导盲准确、功耗低、使用寿命长、不受天气环境影响、方便携带出行、绿色环保等优点,因此电子导盲产品越来越多的被应用到盲人的生活中。同时,电子导盲设备又具有制作和学习使用简单的特点,省去了导盲犬的训练和饲养时间,能够快速满足盲人对导盲系统的大量需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种电子导盲系统及方法，主要目的是完善现有导盲设备的功能、帮助盲人自行通过红绿灯路口、检测马路上的障碍物情况并提醒盲人，让盲人更加方便的在道路上行走，具有导盲准确、不受天气环境影响、方便携带出行等优点。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种电子导盲系统，该系统包括：盲人手持部分和公共服务部分，盲人手持部分包括过马路按键、方向传感器模块、提醒模块、无线通信模块和微处理器模块；公共服务部分包括微处理器模块、红绿灯模块、无线通信模块；当盲人沿盲道走至路口时，按下过马路按键，发送过马路信号给盲人手持部分微处理器模块，微处理器模块收到过马路信号后发送盲人朝向信息给公共服务部分，公共服务部分收到盲人手持部分发来的盲人朝向信息后，把盲人朝向信息与预先写入公共服务部分微处理器模块中的路口方向信息进行对比，如果接收到的盲人朝向信息和预先设定好的路口方向信息一致时，表示盲人要朝这个方向走，然后公共服务部分由红绿灯模块获取这个方向的红绿灯信息，并通过无线通信模块发送给盲人手持部分，帮助盲人通过马路。
优选地，盲人手持部分还包括障碍物检测模块,当盲人在盲道上行走时盲人手持部分通过障碍物检测模块和提醒模块来判断并提醒盲人前方是否有障碍物。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电子导盲方法，该方法包括：当盲人沿盲道走至路口时，发送过马路信号给盲人手持部分微处理器，微处理器收到过马路信号后发送指令给方向传感器，获取盲人的朝向信息，再把盲人朝向信息发送给路口的公共服务部分，公共服务部分接收到盲人朝向信息后，把接收到的朝向信息和原先设定好的路口方向信息进行对比，如果接收到的盲人朝向信息和原先设定好的路口方向信息一致时，表示盲人要朝这个方向走，然后公共服务部分把这个方向的红绿灯信息发送给盲人，帮助盲人通过马路。
优选地，在盲道上行走时，还可以进行障碍物检测并判断，并通过振动和/或语音提醒盲人前方是否有障碍物。
该电子导盲系统及方法，因为采用盲人手持部分和公共服务部分之间的通讯技术，能够帮助盲人自行通过红绿灯路口，同时还可检测马路上的障碍物情况并提醒盲人，使用方便，能够被广泛应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电子导盲系统设计框图。
图2为本发明实施例提供的一种电子导盲方法的盲人手持部分的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种电子导盲方法的公共服务部分的流程图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图1本发明的电子导盲系统设计框图，分为两大部分：盲人手持部分和公共服务部分，盲人手持部分包括过马路按键、障碍物检测模块、方向传感器模块、提醒模块、无线通信模块和微处理器模块。公共服务部分包括微处理器模块、红绿灯模块、无线通信模块。
盲人手持部分的微处理器模块进行距离信息处理，根据障碍物检测模块中的测距传感器测得的障碍物距离盲人的距离信息，在程序中设定一个阈值，当障碍物距离盲人的距离小于程序中设定的阈值时对盲人发出提醒信号。
障碍物检测模块具有测距传感器，可以利用红外线或超声波检测道路上的障碍物情况。利用红外发光二极管发射一束被调制到特定频率上的红外光，红外光遇到障碍物的时候会反射回来，利用红外接收二极管捕捉反射回来的红外光，再送由特定的电路进行相应处理。超声波测距模块HC-SR04对马上的障碍物进行检测获取障碍物距离盲人的距离信息，微处理器控制超声波传感器(Ultrasonic Sensor)发射超声波信号(UltrasonicSignal)，经过一段时间后，微处理器检测超声波测距模块的ECHO管脚是否有回波信号输出。记录超声波测距模块接收到的回波信号持续的时间，根据测量距离的计算公式，将回波信号持续的时间转换成超声波在空气中的传播距离，从而得到障碍物距离盲人的距离信息。
提醒模块包括振动模块和/或语音提示模块。振动模块可以通过的不同振动频率，提醒盲人马路上是否存在障碍物以及路口红绿灯的红绿灯情况，当障碍物距离盲人的距离较近时通过振动提醒盲人，当盲人通过路口时，根据路口红绿灯的情况，通过不同的振动频率对盲人进行提醒；软件控制振动模块工作在四种频率上：长振一下表示红灯、短振两下表示绿灯、停振两秒表示不在路口或路口黄灯、不停短振表示前方有障碍物。语音提示模块可以预先导入要提示的语音信息，当盲人在马路上遇到障碍物和在红绿灯路口时，语音模块可以对盲人进行语音提醒道路上的障碍物情况和路口红绿灯情况；当盲人前方有障碍物时利用语音提示模块进行语音提醒盲人“前方有障碍物”，当盲人通过前方复杂路口时，根据路口红绿灯的情况，语音提示模块进行分别提醒“前方路口红灯”、“前方路口黄灯”、“前方路口绿灯”、“不在路口”。
方向传感器模块获取盲人在路口时朝向的方向信息。微处理器通过编程控制方向传感器模块初始化，控制方向传感器模块测出周围磁场的变化，并把磁场信息转换为数字量读入到微处理器中，微处理器读取完方向传感器模块的方向信息后进行进一步的处理。接通电源后，方向传感器可以将测量轴方向上的任何入射磁场信息转换成电压并进行输出，首先利用方向传感器测出路口各条路的方向数据预先写入公共服务部分微处理器中，当盲人行至路口时发送过马路信号给盲人手持部分微处理器，微处理器收到过马路信号后发送盲人朝向信息给公共服务部分，公共服务部分接收到盲人的朝向信息后，把盲人的朝向信息和预先设置好的方向信息进行对比，若盲人的朝向信息和方向信息一致，表示盲人要通过这个方向的路口，然后公共服务部分发送这个方向的路口红绿灯信息给盲人手持部分，盲人根据收到的红绿灯提示信息判断是否前行。
无线通信模块搭建盲人手持部分和公共服务部分通信的桥梁，通过微处理器编程控制盲人手持部分和公共服务部分的通信方式和通信内容。无线通信模块要把盲人的朝向信息由盲人手持部分发送到公共服务部分，同时要接收公共服务部分发来的红绿灯信息。无线传输模块可以选取GPRS模块、Zigbee模块、WiFi模块和无线透传模块中的一种。
红绿灯模块，通过微处理器编程控制红、绿、黄三种灯的亮灭时间和亮灭周期。
附图2是盲人手持部分的程序流程图。首先对微处理器进行初始化：设置好用到的每组I/O口的工作模式，设置好中断系统，设置完成所用定时器的工作模式；启动所用的微处理器定时器，开启定时器中断、外部中断；再对障碍物检测模块和方向传感器模块进行初始化：初始化障碍物检测模块和方向传感器模块的读写时序和通信协议，启动障碍物检测模块进行障碍物检测。微处理器检测到过马路按键按下外部中断触发后，开始对中断服务程序进行执行，微处理器通过方向传感器获取盲人朝向信息并把盲人的朝向信息发送给公共服务部分，同时盲人手持部分微处理器等待接收来自公共服务部分的路口红绿灯信息，中断程序执行完成后再继续执行障碍物检测程序；当障碍物检测模块检测到障碍物距盲人的距离小于程序中预先设置好的阈值时通过振动模块或语音提示模块对盲人进行提醒。当盲人手持部分微处理器收到公共服务部分发来的红绿灯信息时也通过振动模块或语音提示模块对盲人进行路口红绿灯状态的提醒。
附图3是公共服务部分程序流程图。首先对微处理器进行初始化：设置好所用到的每组I/O口的工作模式，设置好所用到的中断系统，开启微处理器串口中断，运行红绿灯控制程序；微处理器检测到触发串口中断后，微处理器对接收到的盲人朝向信息进行相应的处理，当盲人朝向信息跟路口的方向信息一致时，公共服务部分微处理器把当前路口的红绿灯状态信息发送给盲人手持部分。
本发明完善了导盲设备的功能，帮助盲人自行通过路口，检测提醒盲人马路上障碍物情况，让盲人更加方便的在道路上行走。此系统设计的公共服务部分以后可以应用到各个复杂路口，盲人手持部分可以让盲人手持使用，可以使盲人的出行变得更加方便。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电子导盲系统，其特征在于，该系统包括：盲人手持部分和公共服务部分，盲人手持部分包括过马路按键、方向传感器模块、提醒模块、无线通信模块和微处理器模块；公共服务部分包括微处理器模块、红绿灯模块、无线通信模块；当盲人沿盲道走至路口时，按下过马路按键，发送过马路信号给盲人手持部分微处理器模块，微处理器模块收到过马路信号后发送盲人朝向信息给公共服务部分，公共服务部分收到盲人手持部分发来的盲人朝向信息后，把盲人朝向信息与预先写入公共服务部分微处理器模块中的路口方向信息进行对比，如果接收到的盲人朝向信息和预先设定好的路口方向信息一致时，表示盲人要朝这个方向走，然后公共服务部分由红绿灯模块获取这个方向的红绿灯信息，并通过无线通信模块发送给盲人手持部分，帮助盲人通过马路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，盲人手持部分还包括障碍物检测模块,当盲人在盲道上行走时盲人手持部分通过障碍物检测模块和提醒模块来判断并提醒盲人前方是否有障碍物。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述障碍物检测模块具有测距传感器，能够利用红外线或超声波检测道路上的障碍物情况。
4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述提醒模块包括振动模块和/或语音提示模块；振动模块通过的不同振动频率和/或语音，提醒盲人道路上的障碍物情况和路口红绿灯情况。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述振动模块工作在四种频率上提醒盲人：长振一下表示红灯、短振两下表示绿灯、停振两秒表示不在路口或路口黄灯和不停短振表示前方有障碍物。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方向传感器模块将测量轴方向上的入射磁场信息转换成电压信号并进行输出给微处理器，用于获取盲人在路口时的朝向信息。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块选取GPRS模块、Zigbee模块、WiFi模块和无线透传模块中的一种。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述盲人手持部分的微处理器模块，用于处理方向传感器模块测量的方向信息、处理障碍物检测模块检测的障碍物信息、控制提醒模块对盲人进行提醒、控制无线通信模块在盲人手持部分和公共服务部分之间的通信。
9.一种电子导盲方法，其特征在于，步骤如下：当盲人沿盲道走至路口时，按下过马路按键，发送过马路信号给盲人手持部分微处理器，微处理器收到过马路信号后发送指令给方向传感器，获取盲人的朝向信息，再把盲人朝向信息发送给路口的公共服务部分，公共服务部分接收到盲人朝向信息后，把接收到的朝向信息和原先设定好的路口方向信息进行对比，如果接收到的盲人朝向信息和预先设定好的路口方向信息一致时，表示盲人要朝这个方向走，然后公共服务部分把这个方向的红绿灯信息发送给盲人，帮助盲人通过马路。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在盲道上行走时，还可以进行障碍物检测并判断，并通过振动和/或语音提醒盲人前方是否有障碍物。
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