CN108417025A - 一种盲人路口通行引导系统、装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盲人路口通行引导系统、装置及其工作方法，该引导系统包括引导装置和检测装置；所述检测装置置于路口两侧的红绿灯上，包括角度输入单元、信号灯信息接收单元、第一中央处理单元和第一无线通信单元；所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述第一无线单元和第二无线单元相互通信。本发明通过将检测装置安装在红绿灯上接收红绿灯信息，通过检测装置和引导装置通信，指引盲人安全通过路口。

Description

一种盲人路口通行引导系统、装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种引导系统、装置及其工作方法，尤其涉及一种盲人路口通行引导系统、装置及其工作方法。

背景技术

盲人作为一类弱势群体，生活中会遇到很多不便，行走是盲人活动的一大障碍；在当今社会，科技发展带来了生活便捷，道路交通问题随之更加复杂；越来越复杂的马路设计以及数量越来越大的车辆无疑给盲人带来了更大的出行困难，造成安全隐患。对于盲人来讲，路口通行时，一方面由于失明，看不到路上的交通状况及信号灯，不知何时可以通行；另一方面路口通行过程中，可能会走偏。

发明内容

基于上述问题，为了帮助盲人安全通过路口，本发明提供了一种盲人路口通行引导系统、装置及其工作方法。其具体采用的技术方案如下：

一种盲人路口通行引导系统，包括引导装置和检测装置；所述检测装置置于路口两侧的红绿灯上，包括角度输入单元、信号灯信息接收单元、第一中央处理单元和第一无线通信单元；所述角度输入单元用于设置斑马线相对于地磁北的线角度；所述信号灯信息接收单元用于接收红绿灯信息；所述第一中央处理单元用于控制所述角度输入单元、信号灯信息接收单元和第一无线通信单元工作；所述第一无线通信单元用于和所述引导装置通信，将所述线角度和所述红绿灯信息发送至所述引导装置；

所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述三维电子罗盘用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度；所述第二无线通信单元与所述第一无线通信单元通信，接收所述线角度和所述红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元，所述第二中央处理单元根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

优选的，当所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差大于10°时，控制所述圆弧形运动单元圆周运动和控制所述振动电机振动运动。

优选的，所述引导装置还包括信号强度检测单元，用于检测所述第一无线通信单元反馈的无线信号强度，并接收初始状态时所述无线信号强度较大的一侧红绿灯中设置的所述线角度。

优选的，所述检测装置内存马路宽度信息；所述引导装置包括速度设置单元；所述速度设置单元用于设置盲人行走速度；所述红绿灯信息包括绿灯指示信息，绿灯剩余时间信息；当盲人行走到路口时且所述绿灯剩余时间大于以所述盲人行走速度通过所述路口所需时间时，所述引导装置控制所述圆弧形运动单元运动。

优选的，所述引导装置还包括高亮单元，所述高亮单元用于提醒行人或者车辆盲人正在路口通行。

优选的，所述检测装置还包括监测单元，所述监测单元用于监测第二无线通信单元发出的无线信号，当监测到第二无线通信单元发出的无线信号时，所述检测装置由休眠状态转化为工作状态。

一种盲人路口通行引导装置，适用于上述的盲人路口通行引导系统，所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述三维电子罗盘用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度；所述第二无线通信单元与第一无线通信单元通信，接收线角度和红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元，所述第二中央处理单元根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

优选的，所述圆弧形运动单元包括圆弧形直线电机或者超声波电机。

一种盲人路口通行引导装置的工作方法，适用于上述的盲人引导装置，其特征在于，包括以下步骤：

发出无线唤醒信号；

检测方向指示标记相对于地磁北的角度；

接收检测装置发送的线角度和红绿灯信息；

根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动。

优选的，所述根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动为，

根据所述地磁北的角度、线角度控制所述圆弧形运动单元的运动角度；当所述圆弧形运动单元运动到对应角度后，振动电机振动。

与现有技术相比，本技术方案的有益效果是：通过在红绿灯上安装独立的检测模块，红绿灯把信息发送给检测模块，检测模块再与引导装置进行通信，通过引导装置的引导，盲人轻松获取红绿灯信息，根据相应信息进行通行判断。无需对红绿灯进行实质性改造，该引导系统安装方便，成本低，简单易行，为盲人路口通行提供了一种低成本、高安全系数的通行方案。

附图说明

图1是本发明实施例的一种盲人路口通行引导系统的结构框图；

图2是本发明实施例的一种盲人路口通行引导装置的外形结构示意图；

图3是本发明的原理说明图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明实施例提供了一种盲人路口通行引导系统，如图1所示，包括引导装置1和检测装置2；

其中，检测装置1包括角度输入单元12、信号灯信息接收单元13、第一中央处理单元11和第一无线通信单元14；角度输入单元12用于设置斑马线相对于地磁北的线角度；信号灯信息接收单元13用于接收红绿灯信息；所述第一中央处理单元11用于控制所述角度输入单元12、信号灯信息接收单元13和第一无线通信单元14工作；所述第一无线通信单元14用于和所述引导装置2通信，将所述线角度和所述红绿灯信息发送至所述引导装置。

如图2所示，引导装置2为带有方向指示标记26的环形结构，引导装置2包括三维电子罗盘22，包含振动电机的圆弧形运动单元23，复位开关25、第二无线通信单元24和第二中央处理单元21；当盲人将所述引导装置2穿戴在腿部时，方向指示标记26指向人脸正前方；三维电子罗盘22用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度，即人脸正前方相对于地磁北的角度；第二无线通信单元24与第一无线通信单元14通信，接收所述线角度和所述红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元21，第二中央处理单元21根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

如图3所示，本实施例中，检测装置1置于路口两侧的红绿灯H1、H2上，即路口两侧的红绿灯H1、H2上各新增一个检测装置1。本发明提供的盲人路口通行引导系统，无需对红绿灯进行重新设计，只需增加一个检测装置即可。所述检测装置通过信号灯信息接收单元13接收红绿灯信息，在现有红绿灯的基础上增加一个输出接口即可，红绿灯通过所述输出接口输出信号灯颜色信息和时间信息给检测装置，无需对红绿灯进行实质性改动和重新设计，大大减小了实现难度和实现成本；在安装时，工作人员测量出斑马线与地磁北之间的夹角后，通过角度输入单元输入至检测装置1，后再将检测装置1装入红绿灯上，需要说明的是，斑马线与地磁北之间的夹角为盲人正确通过斑马线时行走方向与地磁北的夹角。角度输入单元可以为程序烧录单元、按键输入单元等，本发明对此不作具体限制。本发明为盲人安全出行提供了一种经济且简单的实现方案。

参考图3，其具体实现过程如下：

盲人行走到路口时，引导装置2和检测装置1通信，引导装置2接收与盲人更接近的红绿灯H2上的检测装置1中设置的斑马线与地磁北的线角度，即图中虚线方向与地磁北的夹角角度θ2，正确行走方向的角度为θ2。盲人正脸方向与地磁北的夹角为θ1，盲人当前行走方向的角度为θ1。而当盲人由红绿灯H1往H2行走时，线角度为(θ2+180°)。其中θ2设置在红绿灯H2的检测装置1中，而(θ2+180°)设置在红绿灯H1的检测装置1中。

交通灯H1和H2一变绿，检测装置1就发出无线数据给引导装置2，引导装置2收到后，先测出盲人的正脸朝向(即方向指示标记26)与地磁北的夹角大小θ1，获知当前的行走方向；但是正确行走方向的角度为θ2，因此，第二中央处理单元21控制圆弧形运动单元23转动角度Δθ＝θ2-θ1，其中θ2和θ1均为矢量。在图3中，假设，θ2＝30°，θ1＝300°，则Δθ＝30°-300°＝-270°，本实施例中，假设相对于地磁北逆时针转动为正向角度增加，即圆弧形运动单元23顺时针旋转270°或者逆时针旋转90°，当圆弧形运动单元23运动到正确位置后，第二中央处理单元21令振动电机M2节律性地振动若干次，盲人腿上感知到M2的振动，根据振动的腿部具体部位(一圈中的哪个点)，调整正脸朝向，将正脸调整到朝向的方向，开始往前行走。振动电机M2振动完毕后，圆弧形运动单元23顺时针或逆时针高速转动，直到压下复位开关25，圆弧形运动单元23停止转动，相当于引导装置复位，为后面的继续引导做好准备。以上说明，只是对其实现过程进行解释，不对本发明的保护范围做具体限定，所有角度只要参考方向一致即可，即相对于地磁北逆时针转动方向均为角度增加或者顺时针均为角度增加都可。

进一步地，当所述所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差大于10°时，控制所述圆弧形运动单元圆周运动和控制所述振动电机振动运动。本实施例，有效防止圆弧形运动单元频繁运动造成盲人的心理紧张，同时，又能保证盲人的通行方向不会过于偏离斑马线方向，从而引导盲人安全通过路口。

进一步地，上述实施例中，所述引导装置包括信号强度检测单元，用于检测所述第一无线通信单元反馈的无线信号强度，并接收初始状态时所述无线信号强度较大的一侧红绿灯中设置的所述线角度，即利用信号强度检测单元检测盲人与哪侧的红绿灯更近，引导装置接收该侧检测装置上设置的线角度，并根据该线角度和引导装置上的方向指示标识的角度计算圆弧形运动单元的运动角度和振动。同时，还利用信号强度检测单元来初始化引导装置，当引导装置检测到的无线信号强度大于某一个值时，表示盲人已经接近某一侧的红绿灯，此时引导装置复位，准备进入引导工作，当绿灯亮起时，引导装置工作，即控制圆弧形运动单元运动从而引导盲人通行。而随着盲人的行走，引导装置将会接近另一侧的红绿灯，当无线信号强度再次大于某一个值时，表示盲人已安全通过路口，此时对所述引导装置进行再次复位；同样，引导装置也可以通过复位开关手动复位。

进一步地，在安装检测装置时，在所述检测装置内存入马路宽度信息；所述引导装置包括速度设置单元；所述速度设置单元用于设置盲人行走速度；所述红绿灯信息包括绿灯指示信息，绿灯剩余时间信息；当盲人行走到路口时且所述绿灯剩余时间大于以所述盲人行走速度通过所述路口所需时间时，所述引导装置控制所述圆弧形运动单元运动。因为盲人行走速度不一，其通过路口的时间不同，为了进一步提高路口通行的安全系数，本实施例中，盲人或者其家人通过速度设置单元设定盲人行走速度，假设盲人行走速度为0.5m/s，马路宽度为10m，当初始状态下，红绿剩余时间小于20s时，圆弧形运动单元不运动，盲人感受不到振动，不路口通行。

在一个实施例中，所述引导装置还包括高亮单元，所述高亮单元用于提醒行人或者车辆盲人正在通过路口。比如，当盲人行走在道路上时，行人通过高亮单元获知盲人信息，从而给予盲人关注。当绿灯结束后，盲人依旧行走在斑马线上时，司机通过高亮单元获知盲人信息，从而给予让行。在一个具体实施例中，高亮单元为LED发光单元。

在一个实施例中，所述检测装置还包括监测单元，所述监测单元用于监测第二无线通信单元发出的无线信号，当监测到第二无线通信单元发出的无线信号时，所述检测装置由休眠状态转化为工作状态。本实施例，通过引导装置唤醒检测装置，从而节省了检测装置工作能耗。

基于上述盲人路口通行引导系统，本发明提供了一种盲人路口通行引导装置，所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，它包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述三维电子罗盘用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度；所述第二无线通信单元与第一无线通信单元通信，接收线角度和红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元，所述第二中央处理单元根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

其中，圆环结构的材质为硬质，但圆环内侧可设计成绑带式，尼龙搭扣式，或充气式。盲人用户将腿伸进去，牢固地套在腿上，不滑动，图2。环形外壳上设置一个明显的方向指示标记26，方向指示标记26往外突出，方便盲人触摸感知。穿戴时，将此方向指示标记转动到与用户正脸朝向一致。所述圆弧形运动单元包括圆弧形直线电机或者超声波电机。

一种盲人路口通行引导装置的工作方法，适用于上述盲人引导装置，包括以下步骤：

发出无线唤醒信号；

检测方向指示标记相对于地磁北的角度；

接收检测装置发送的线角度和红绿灯信息；

根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动。

进一步地，所述根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动为，

根据所述地磁北的角度、线角度的大小控制所述圆弧形运动单元的运动角度；当所述圆弧形运动单元运动到对应角度后，振动电机振动。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，包括引导装置和检测装置；所述检测装置置于路口两侧的红绿灯上，包括角度输入单元、信号灯信息接收单元、第一中央处理单元和第一无线通信单元；所述角度输入单元用于设置斑马线相对于地磁北的线角度；所述信号灯信息接收单元用于接收红绿灯信息；所述第一中央处理单元用于控制所述角度输入单元、信号灯信息接收单元和第一无线通信单元工作；所述第一无线通信单元用于和所述引导装置通信，将所述线角度和所述红绿灯信息发送至所述引导装置；

所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述三维电子罗盘用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度；所述第二无线通信单元与所述第一无线通信单元通信，接收所述线角度和所述红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元，所述第二中央处理单元根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

2.如权利要求1所述的一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，当所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差大于10°时，控制所述圆弧形运动单元圆周运动和控制所述振动电机振动运动。

3.如权利要求2所述的一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，所述引导装置还包括信号强度检测单元，用于检测所述第一无线通信单元反馈的无线信号强度，并接收初始状态时所述无线信号强度较大的一侧红绿灯中设置的所述线角度。

4.如权利要求3所述的一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，所述检测装置内设置有马路宽度信息；所述引导装置包括速度设置单元；所述速度设置单元用于设置盲人行走速度；所述红绿灯信息包括绿灯指示信息，绿灯剩余时间信息；当盲人行走到路口时且所述绿灯剩余时间大于以所述盲人行走速度通过所述路口所需时间时，所述引导装置控制所述圆弧形运动单元运动。

5.如权利要求4所述的一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，所述引导装置还包括高亮单元，所述高亮单元用于提醒行人或者车辆盲人正在路口通行。

6.如权利要求5所述的一种盲人路口通行引导系统，其特征在于，所述检测装置还包括监测单元，所述监测单元用于监测第二无线通信单元发出的无线信号，当监测到第二无线通信单元发出的无线信号时，所述检测装置由休眠状态转化为工作状态。

7.一种盲人路口通行引导装置，适用于如权利要求1-6任一项所述的盲人路口通行引导系统，其特征在于，所述引导装置为带有方向指示标记的环形结构，包括三维电子罗盘，包含振动电机的圆弧形运动单元，复位开关、第二无线通信单元和第二中央处理单元；当盲人将所述引导装置穿戴在腿部时，所述方向指示标记指向人脸正前方；所述三维电子罗盘用于测量所述方向指示标记相对于地磁北的角度；所述第二无线通信单元与第一无线通信单元通信，接收线角度和红绿灯信息，并传送至第二中央处理单元，所述第二中央处理单元根据所述线角度和所述红绿灯信息控制所述圆弧形运动单元运动，所述圆弧形运动单元的运动角度为所述线角度和所述方向指示标记相对于地磁北的角度之差；所述复位开关用于将所述圆弧形运动单元复位至所述方向指示标记处。

8.如权利要求7所述的一种盲人路口通行引导装置，其特征在于，所述圆弧形运动单元包括圆弧形直线电机或者超声波电机。

9.一种盲人路口通行引导装置的工作方法，适用于如权利要求7或8所述的盲人路口通行引导装置，其特征在于，包括以下步骤：

发出无线唤醒信号；

检测方向指示标记相对于地磁北的角度；

接收检测装置发送的线角度和红绿灯信息；

根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动。

10.如权利要求9所述的一种盲人路口通行引导装置的工作方法，其特征在于，所述根据所述方向指示标记相对于地磁北的角度、线角度和红绿灯信息控制圆弧形运动单元运动为，

根据所述地磁北的角度、线角度控制所述圆弧形运动单元的运动角度；当所述圆弧形运动单元运动到对应角度后，振动电机振动。