CN108938345A - 一种毫米波主被动智能导盲眼镜 - Google Patents

一种毫米波主被动智能导盲眼镜 Download PDF

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刘成虎
金海涛
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徐胡成
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窦红梅
陈玉喜
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Abstract

本发明公开了一种毫米波主被动智能导盲眼镜，包括眼镜主体和导盲系统装置；所述眼镜主体包括眼镜框、右眼镜支架、左眼镜支架和电源开关组成；所述导盲系统装置内有语音信息接收模块、视频信息接收模块、数据采集仪、骁龙710处理器、GPS模块、数据网模块和储存模块组成；所述蓄电池为摄像头、麦克风、毫米波主被动模块、导盲系统装置和耳机进行供电；通过设计合适的毫米波主被动模块和导盲系统装置和配套的相关硬件和系统软件，方便盲人携带和操控，其结构简单、安全可靠、精密度强等特点，可以放心的让盲人一个人出门，无需陪伴便可安全回家。

Description

一种毫米波主被动智能导盲眼镜
技术领域
本发明属于人工智能和毫米波主被动复合探测和盲人辅助工具技术领域，具体地说，本发明涉及一种毫米波主被动智能导盲眼镜。
背景技术
盲人是社会中的一个特殊群体，他们不能用眼睛去体验这个世界的美好，并且在生活中有诸多的不便，比如在街上行走容易被绊倒、容易迷失方向、无法感知前方的物体和危险等，单独出行困难，活动范围受限。因此需要为盲人提供一种操作简单、小巧、功能完善的辅助导盲工具，让盲人能单独出门的更加方便和安全，为自己也为别人带来福音和不需要的困扰。传统的导盲工具有盲杖、导盲犬和另一人扶行，其应用范围有限不能给盲人直观的感触或是有劳他人，里面的存在的危险比较大；随着现代的计算机和电子信息技术的发展，智能眼镜和智能盲杖等辅助工具也相应出现，确实为盲人的便利和安全出行提供了较好的工具。目前智能导盲眼镜和导盲盲杖通过探测距离、导航定位、路线指引、语音提示等设计为盲人提供了导航定位和求救的功能，然而却不方便盲人的使用操作和精确探测目标的距离、位置和大小，更没有运用到人机互动交流和AI人工智能系统的判断。在此基础之上，运用了毫米波主被动复合探测配合骁龙710处理器和安卓系统和AI人工智能程序起到了只需对眼镜说话的方式便可使盲人一个人出门安全回家的特效。毫米波探测按照工作方式分为主动探测和被动探测，主动式即毫米波雷达，其通过发射毫米波信号探测目标，具有较远的作用距离，而其能获得丰富的目标信息，但在近距离时工作时，由于目标结构比较复杂，采用雷达探测容易产生“角闪效应”；被动式探测又称毫米波辐射计，是一种高灵敏度毫米波辐射信号接收机，它不发出信号，工作频带宽，具有抗干扰能力强和无目标闪烁灯优点，但其工作距离近、获得的目标信息量少；结合雷达和辐射计的优点，将主动探测技术和被动探测技术相互融合，组成主被动复合体制探测器，这样不仅提高了探测距离、消除了目标闪烁效应，而且能够获得更丰富的目标信息，充分将主被动探测与被动探测相互融合，实现优势互补；通过设计合适的位置达到安全无死角。
申请号为CN201410337229.4的发明专利公开了一种导盲智能眼镜及其方法，所述导盲眼镜包括：眼镜主体、中央处理模块、摄像模块、测距模块、语音模块、脑电采集模块和通讯模块组成，其主要发明内容是帮助使用者实现了以求救为目的方正，只要巧妙的运用语音电话给求救着，让求救着能知道使用者的地理位置和具体情况，以方便他人过来寻找使用者。此发明有效的解决使用者的全景图像和语音播报求救和探测障碍物等特点，没有更好的考虑到需要配备地图导航和GPS定位功能，更没有考虑到设备的功率大电池的使用时间短的特点，也没有考虑到可以运用系统程序可以达到人机互动交流和人工智能判断的特点，也更没有很好的解决探测装置的精确性和准确距离位置和探测装置的单一性，更不能实现实时与互联网串通等功能。
发明内容
本发明提供一种毫米波主被动智能导盲眼镜，采用毫米波主被动复合模块和人机互动交流和人工智能判断的技术，保证了眼镜探测装置既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，把主动和被动复合并能运用其两者的优点解决了两者的缺点的技术问题和无“角闪效应”，通过与摄像头视频信息结合更加提高安全无死角的功效和探测到目标体的形状和样式并准确的确定出安全距离和大小，甚至与人工智能判断结合能算出其运动轨迹和运动方向并提出合理的闪避和行走安全路线，并最终运用人机互动交流的方式来传递信息。该毫米波主被动智能导盲眼镜具有结构简单、功能完善、精度高、小巧便于携带和智能高端等特性，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有探测装置的信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种毫米波主被动智能导盲眼镜，包括眼镜主体眼镜框、右眼镜支架、左眼镜支架和电源开关组成；所述眼镜框腔内安装有太阳能板，左右边各设有一对相映的摄像头和麦克风，上端的圆洞内设有毫米波主被动模块；所述右眼镜支架和左眼镜支架设置在眼镜框的右边和左边并在左右边的尾端各设有一对相映的耳机；所述电源开关设置右眼镜支架的上端。
优选的，所述导盲系统装置内有语音信息接收模块、视频信息接收模块、数据采集仪、骁龙710处理器、GPS模块、数据网模块和储存模块组成；所述右眼镜支架和左眼镜支架的前端和眼镜框的左右内两侧的相交之处的腔体内分别设有一对相映的语音信息接收模块和视频信息接收模块并将接收的信息传输给骁龙710处理器进行处理；所述数据采集仪和骁龙710处理器设置在眼镜框的上端腔体内；所述GPS模块、数据网模块和一组蓄电池放置在左眼镜支架的腔体内；所述储存模块和另一组蓄电池放置在右眼镜支架的腔体内；所述导盲系统装置的各个模块设置在眼镜框的上端和右眼镜支架、左眼镜支架的腔体内。
优选的，所述太阳能板通过吸收太阳的热能转化为电能并给予蓄电池进行蓄电；所述蓄电池为摄像头、麦克风、毫米波主被动模块、导盲系统装置和耳机进行供电。
优选的，所述摄像头设有两个左右对称能更加广角全面的捕获当前前方的实景图像；所述摄像头型号为徕卡双摄2.0Pro；所述摄像头与视频信息接收模块连接，将所捕获的实景图像传递给骁龙710处理器进行处理，并能反馈出当前的情况传给耳机进行语音播报，且这项功能实时更新。
优选的，所述毫米波主被动模块即毫米波雷达，其通过发射毫米波信号探测目标，具有较远的作用距离，而其能获得丰富的目标信息，被动式探测又称毫米波辐射计，是一种高灵敏度毫米波辐射信号接收机，它不发出信号，工作频带宽，具有抗干扰能力强和无目标闪烁灯优点，结合雷达和辐射计的优点，将主动探测技术和被动探测技术相互融合，组成主被动复合体制探测器，这样不仅提高了探测距离、消除了目标闪烁效应，而且能够获得更丰富的目标信息，充分将主被动探测与被动探测相互融合，实现优势互补，通过设计合适的位置达到安全无死角；所述毫米波主被动模块经过环流器、混频器、调制器、滤波器和放大器等组合最终能输出主动信号和被动信号传递到数据采集仪上，经过数据采集仪的分析处理，将数据传输到骁龙710处理器进行处理，并能判断出前方有物体遮挡和障碍物的距离然后传输到耳机进行语音播报。
优选的，所述GPS模块能获取定位数据和导航数据。
优选的，所述数据网模块能提供数据网络给骁龙710处理器进行处理，可以达到实时更新软件地图和网络语言交流并可支持3G/4G/5G通讯模式。
优选的，所述储存模块可以储存需要的地图软件和电话号码和应用程序等。
优选的，所述骁龙710处理器且支持安卓系统并配置AI人机交流和人工智能系统；所述骁龙710处理器接收来自语音信息接收模块、视频信息接收模块和主被动数据采集仪的信号进行混合处理与CPS模块定位和网络地图导航指示，最终经过其内部的安卓系统和AI人工智能系统的判断和处理，得到的信息将全部用语音的形式传递到耳机给使用者听。
采用以上技术方案的有益效果是：该毫米波主被动智能导盲眼镜，采用毫米波主被动复合模块和人机互动交流和人工智能判断的技术，保证了眼镜探测装置既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，把主动和被动复合并能运用其两者的优点解决了两者的缺点的技术问题和无“角闪效应”，通过与摄像头视频信息结合更加提高安全无死角的功效和探测到目标体的形状和样式并准确的确定出安全距离和大小，甚至与人工智能判断结合能算出其运动轨迹和运动方向并提出合理的闪避和行走安全路线，并最终运用人机互动交流的方式来传递信息。该毫米波主被动智能导盲眼镜具有结构简单、功能完善、精度高、小巧便于携带和智能高端等特性，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有探测装置的信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
附图说明
图1、2是该毫米波主被动智能导盲眼镜立体三维视图；
图3是该毫米波主被动智能导盲眼镜正面视图；
图4是该毫米波主被动智能导盲眼镜侧面破面图；
图5是该毫米波主被动智能导盲眼镜系统原理图；
其中：1、太阳能板；2、眼镜框；3、右眼镜支架；4、左眼镜支架；5、蓄电池；6、眼镜主体；10、导盲系统装置；21、摄像头；22、麦克风；23、毫米波主被动模块；31、电源开关；32、耳机；101、语音信息接收模块；102、视频信息接收模块；103、数据采集仪；104、骁龙710处理器；105、GPS模块；106、数据网模块；107、储存模块。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图5所示，本发明是一种毫米波主被动智能导盲眼镜，采用毫米波主被动复合模块和人机互动交流和人工智能判断的技术，保证了眼镜探测装置既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，把主动和被动复合并能运用其两者的优点解决了两者的缺点的技术问题和无“角闪效应”，通过与摄像头视频信息结合更加提高安全无死角的功效和探测到目标体的形状和样式并准确的确定出安全距离和大小，甚至与人工智能判断结合能算出其运动轨迹和运动方向并提出合理的闪避和行走安全路线，并最终运用人机互动交流的方式来传递信息。该毫米波主被动智能导盲眼镜具有结构简单、功能完善、精度高、小巧便于携带和智能高端等特性，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有探测装置的信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
具体的说，如图1、2、3、4所示，是毫米波主被动智能导盲眼镜的结构外框视图，包括眼镜框2、右眼镜支架3、左眼镜支架4和电源开关31组成；所述眼镜框2腔内安装有太阳能板1，左右边各设有一对相映的摄像头21和麦克风22，上端的圆洞内设有毫米波主被动模块23；所述右眼镜支架3和左眼镜支架4设置在眼镜框2的右边和左边并在左右边的尾端各设有一对相映的耳机32；所述电源开关31设置右眼镜支架3的上端。
如图5所示，是毫米波主被动智能导盲眼镜的系统框架视图，所述导盲系统装置10内有语音信息接收模块101、视频信息接收模块102、数据采集仪103、骁龙710处理器104、GPS模块105、数据网模块106和储存模块107组成；所述右眼镜支架3和左眼镜支架4的前端和眼镜框2的左右内两侧的相交之处的腔体内分别设有一对相映的语音信息接收模块101和视频信息接收模块102并将接收的信息传输给骁龙710处理器104进行处理；所述数据采集仪103和骁龙710处理器104设置在眼镜框2的上端腔体内；所述GPS模块105、数据网模块106和一组蓄电池5放置在左眼镜支架4的腔体内；所述储存模块107和另一组蓄电池5放置在右眼镜支架3的腔体内；所述导盲系统装置10的各个模块设置在眼镜框2的上端和右眼镜支架3、左眼镜支架4的腔体内。
如图1至5所示，所述运用骁龙710处理器104是高新能的芯片，并装载安卓系统和AI系统软件；所述太阳能板1能吸收太阳能转化为电能供全部设备用电；所述摄像头21为徕卡双摄2.0Pro；所述毫米波主被动模块23能更加准确的探测到目标，运用主动和被动的完美结合提升了前方所有物体的距离、运动方位等；所述麦克风22可以人机互动交流，语言传输命令，系统执行；所述数据采集仪103能采集到主动和被动接受的信号；所述GPS模块105可以定位；所述数据网模块106支持3G/4G/5G通讯模式；所述储存模块107可以储蓄必要的地图软件和电话号码等。
具体实施方式及原理：
该毫米波主被动智能导盲眼镜，通过使用者打开电源开关31便可随时用语音进行控制导盲眼镜的全部功能并达到人机互动交流的目的；再通过摄像头-21和毫米波主被动模块23接收到的信息可以实时判断出前方的物体距离和危险障碍的形状等便可达到智能判断的目的；其眼镜主体6内设有GPS定位105和数据网106功能并与内部地图软件兼容达到实时更新智能导航的目的，另可以语音拨打求救着的电话并发送具体位置方便过来寻找；摄像头21能实时拍摄使用者周围的全景图像并能判断出是那种物体，毫米波主被动模块23能实时探测到使用者周围物体和监测物体的距离，配合数据网GPS定位和地图导航软件，再配备安卓系统下的AI人工智能程序，将目前该怎么走，前方有什么，距离多少，障碍物是什么样式的等全部同语音的形式进行播报，如需有其他的吩咐和命令可以直接语音对讲。采用毫米波主被动复合模块和人机互动交流和人工智能判断的技术，保证了眼镜探测装置既能达到主动探测又能达到被动探测到目标，把主动和被动复合并能运用其两者的优点解决了两者的缺点的技术问题和无“角闪效应”，通过与摄像头视频信息结合更加提高安全无死角的功效和探测到目标体的形状和样式并准确的确定出安全距离和大小，甚至与人工智能判断结合能算出其运动轨迹和运动方向并提出合理的闪避和行走安全路线，并最终运用人机互动交流的方式来传递信息。该毫米波主被动智能导盲眼镜具有结构简单、功能完善、精度高、小巧便于携带和智能高端等特性，满足同一波段，不同频率，兼具射频频分及中频频分的优势，共用了诸多毫米波部件，充分分离主被动信息，减小了主被动信号之间的相互干扰，通过主被动信息复合技术，获得的目标信息量多，有利于目标的识别，解决了现有探测装置的信号接收的差异，运用现有技术的主被动相互接收信号的互补带来的安全与方便。
所述眼镜主体6包括眼镜框2、右眼镜支架3、左眼镜支架4和电源开关31组成；所述眼镜框2腔内安装有太阳能板1，左右边各设有一对相映的摄像头21和麦克风22，上端的圆洞内设有毫米波主被动模块23；所述右眼镜支架3和左眼镜支架4设置在眼镜框2的右边和左边并在左右边的尾端各设有一对相映的耳机32；所述电源开关31设置右眼镜支架3的上端。
所述导盲系统装置10内有语音信息接收模块101、视频信息接收模块102、数据采集仪103、骁龙710处理器104、GPS模块105、数据网模块106和储存模块107组成；所述右眼镜支架3和左眼镜支架4的前端和眼镜框2的左右内两侧的相交之处的腔体内分别设有一对相映的语音信息接收模块101和视频信息接收模块102并将接收的信息传输给骁龙710处理器104进行处理；所述数据采集仪103和骁龙710处理器104设置在眼镜框2的上端腔体内；所述GPS模块105、数据网模块106和一组蓄电池5放置在左眼镜支架4的腔体内；所述储存模块107和另一组蓄电池5放置在右眼镜支架3的腔体内；所述导盲系统装置10的各个模块设置在眼镜框2的上端和右眼镜支架3、左眼镜支架4的腔体内。
所述太阳能板1通过源源不断的吸收太阳的热能转化为电能并给予蓄电池5进行蓄电；所述蓄电池5为摄像头21、麦克风22、毫米波主被动模块23、导盲系统装置10和耳机32进行供电。
所述摄像头21设有两个左右对称能更加广角全面的捕获当前前方的实景图像；所述摄像头21型号为徕卡双摄2.0Pro其像素能达到1200W更加小巧高清的了解周围环境；所述摄像头21与视频信息接收模块102连接，将所捕获的实景图像传递给骁龙710处理器104进行处理，并能反馈出当前的情况传给耳机32进行语音播报，且这项功能实时更新。
所述麦克风22设有两个左右对称能更加清楚的听到使用者的语音表述，即使坏了一个另外一个也能正常工作；所述麦克风22与语音信息接收模块101连接，将使用者所表述的语音传递给骁龙710处理器104进行处理。
所述毫米波主被动模块23主动式即毫米波雷达，其通过发射毫米波信号探测目标，具有较远的作用距离，而其能获得丰富的目标信息，被动式探测又称毫米波辐射计，是一种高灵敏度毫米波辐射信号接收机，它不发出信号，工作频带宽，具有抗干扰能力强和无目标闪烁灯优点，结合雷达和辐射计的优点，将主动探测技术和被动探测技术相互融合，组成主被动复合体制探测器，这样不仅提高了探测距离、消除了目标闪烁效应，而且能够获得更丰富的目标信息，充分将主被动探测与被动探测相互融合，实现优势互补，通过设计合适的位置达到安全无死角；所述毫米波主被动模块23经过环流器、混频器、调制器、滤波器和放大器等组合最终能输出主动信号和被动信号传递到数据采集仪103上，经过数据采集仪103的分析处理，将数据传输到骁龙710处理器104进行处理，并能判断出前方有物体遮挡和障碍物的距离然后传输到耳机32进行语音播报。
所述GPS模块105能获取定位数据和导航数据。
所述数据网模块106能提供数据网络给骁龙710处理器104进行处理，可以达到实时更新软件地图和网络语言交流并可支持3G/4G/5G通讯模式。
所述储存模块107可以储存需要的地图软件和电话号码和应用程序等。
所述骁龙710处理器104且支持安卓系统并配置AI人机交流和人工智能系统；所述骁龙710处理器104接收来自语音信息接收模块101、视频信息接收模块102和主被动数据采集仪103的信号进行混合处理与CPS模块105定位和网络地图导航指示，最终经过其内部的安卓系统和AI人工智能系统的判断和处理，得到的信息将全部用语音的形式传递到耳机32给使用者听。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：眼镜主体(6)包括眼镜框(2)、右眼镜支架(3)、左眼镜支架(4)和电源开关(31)；所述眼镜框(2)腔内安装有太阳能板(1)，左右边各设有一对相映的摄像头(21)和麦克风(22)，上端的圆洞内设有毫米波主被动模块(23)；所述右眼镜支架(3)和左眼镜支架(4)设置在眼镜框(2)的右边和左边并在左右边的尾端各设有一对相映的耳机(32)；所述电源开关(31)设置右眼镜支架(3)的上端。
2.根据权利要求1所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：眼镜内设有导盲系统装置(10)，导盲系统装置(10)包括语音信息接收模块(101)、视频信息接收模块(102)、数据采集仪(103)、骁龙710处理器(104)、GPS模块(105)、数据网模块(106)和储存模块(107)组成；所述右眼镜支架(3)和左眼镜支架(4)的前端和眼镜框(2)的左右内两侧的相交之处的腔体内分别设有一对相映的语音信息接收模块(101)和视频信息接收模块(102)并将接收的信息传输给骁龙710处理器(104)进行处理；所述数据采集仪(103)和骁龙710处理器(104)设置在眼镜框(2)的上端腔体内；所述GPS模块(105)、数据网模块(106)和一组蓄电池(5)放置在左眼镜支架(4)的腔体内；所述储存模块(107)和另一组蓄电池(5)放置在右眼镜支架(3)的腔体内；所述导盲系统装置(10)的各个模块设置在眼镜框(2)的上端和右眼镜支架(3)、左眼镜支架(4)的腔体内。
3.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述太阳能板(1)通过吸收太阳的热能转化为电能并给予蓄电池(5)进行蓄电；所述蓄电池(5)为摄像头(21)、麦克风(22)、毫米波主被动模块(23)、导盲系统装置(10)和耳机(32)进行供电。
4.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述摄像头(21)设有两个，且左右对称能，更加广角全面的捕获当前前方的实景图像；所述摄像头(21)型号为徕卡双摄2.0Pro；所述摄像头(21)与视频信息接收模块(102)连接，将所捕获的实景图像传递给骁龙710处理器(104)进行处理，并能反馈出当前的情况传给耳机(32)进行语音播报，且这项功能实时更新。
5.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述麦克风(22)设有两个，且左右对称，能更加清楚的听到使用者的语音表述；所述麦克风(22)与语音信息接收模块(101)连接，将使用者所表述的语音传递给骁龙710处理器(104)进行处理。
6.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述毫米波主被动模块(23)即毫米波雷达，其通过发射毫米波信号探测目标，将主动探测技术和被动探测技术相互融合，组成主被动复合体制探测器；所述毫米波主被动模块(23)经过环流器、混频器、调制器、滤波器和放大器等组合最终能输出主动信号和被动信号传递到数据采集仪(103)上，经过数据采集仪(103)的分析处理，将数据传输到骁龙710处理器(104)进行处理，并能判断出前方有物体遮挡和障碍物的距离然后传输到耳机(32)进行语音播报。
7.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述GPS模块(105)能获取定位数据和导航数据。
8.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述数据网模块(106)能提供数据网络给骁龙710处理器(104)进行处理，能够达到实时更新软件地图和网络语言交流并可支持3G/4G/5G通讯模式。
9.根据权利要求1或2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述储存模块(107)能够储存需要的地图软件和电话号码和应用程序等。
10.根据权利要求2所述的一种毫米波主被动智能导盲眼镜，其特征在于：所述骁龙710处理器(104)支持安卓系统并配置AI人机交流和人工智能系统；所述骁龙710处理器(104)接收来自语音信息接收模块(101)、视频信息接收模块(102)和主被动数据采集仪(103)的信号进行混合处理与CPS模块(105)定位和网络地图导航指示，最终经过其内部的安卓系统和AI人工智能系统的判断和处理，得到的信息将全部用语音的形式传递到耳机(32)给使用者听。
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