CN109106564A - 一种智能伴侣导盲犬 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能伴侣导盲犬；包括驱动模块，激光雷达测距模块，语音模块，GSM通讯模块，GPS定位模块，蓝牙模块，主处理器等。驱动模块包括驱动电机和橡胶轮胎，驱动电机包括码盘和测速模块，语音模块包括无线耳麦和扬声器。GSM通讯模块、GPS定位模块和蓝牙模块、电源模块集成在主处理器上，电源模块为整体供电。驱动模块，激光雷达测距模块和语音模块均分别与主处理器相连接。驱动模块设置于智能伴侣导盲犬腿部内部，驱动模块内部的驱动电机带动橡胶轮胎的正转反转。本智能伴侣导盲犬具有GPS导航，路况语音提示，有效避障，左转右转提醒，语音通话，紧急呼救等功能，代替目前培养和训练费用昂贵的导盲犬，为盲人的生活带来方便。
Description
技术领域
本发明涉及电子导盲领域，尤其涉及一种智能伴侣导盲犬。
背景技术
盲人群体的生存状况是我国政府和社会长期关注的课题。中国盲人协会官方网站发布数据显示，我国目前有上千万盲人，数量居世界第一，是残疾人中不可忽视的一大群体。目前盲人群体的出行仍存在很多潜在危险，且传统的导盲杖无法及时告知盲人前方障碍物的位置，容易给盲人带来身体上的伤害。而导盲犬的培训难度大，周期长，费用高，消费开支多，且数量少，供不应求。如今盲人群体急需一种能够代替导盲犬，具有GPS导航，路况语音提示，有效避障，左转右转提醒，语音通话，紧急呼救等功能的智能伴侣导盲犬。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种智能伴侣导盲犬。具有GPS导航，语音提示，有效避障，左转右转提醒等功能。
本发明通过下述技术方案实现：
一种智能伴侣导盲犬，包括驱动模块1、激光雷达测距模块2、语音模块3、GSM通讯模块4、GPS定位模块5、蓝牙模块6、主处理器7、电源模块8、开机键9；
所述驱动模块1包括驱动电机10和橡胶轮胎11；驱动电机10包括码盘12和测速模块13；
语音模块包括无线耳麦14和扬声器15；
所述GSM通讯模块4、GPS定位模块5和蓝牙模块6、电源模块8集成在主处理器7上，电源模块8为智能伴侣导盲犬整体供电；
所述的驱动模块1、激光雷达测距模块2和语音模块3均分别与主处理器7相连接。
驱动模块1设置于智能伴侣导盲犬腿部内部；
激光雷达测距模块2设置于智能伴侣导盲犬头部内部，用于测量智能伴侣导盲犬与前方障碍物之间的距离。
语音模块3根据激光雷达测距模块2和GPS定位模块5各自的测量参数，通过蓝牙模块6向用户发送导盲语音信息，语音模块3中的无线耳麦14响应用户的语音输入，扬声器15播报经过探测后的有用信息，如左转，右转，停止等。主处理器7设置于智能伴侣导盲犬腔体内部，GSM通讯模块4用于语音通话，突发情况下可进行紧急呼救；GPS定位模块5对智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择；
激光雷达测距模块2扫描智能伴侣导盲犬周围的路况，测量前方障碍物与智能伴侣导盲犬之间的距离，将测量的参数信息发给主处理器7；
驱动模块1中的驱动电机10为带编码器直流减速电机，驱动电机10带动橡胶轮胎11的正转反转。
语音模块3具有四个定位孔，均为M3螺丝孔，语音模块3中的无线耳麦14能够响应用户的语音输入。
驱动模块1中的橡胶轮胎11的车毂部分为尼龙材质。
语音模块3中的扬声器15位于智能伴侣导盲犬的头部上方靠近外壳处。
电源模块8采用锂电池。
蓝牙模块6中的天线16位于智能伴侣导盲犬机身的尾部内部。
主处理器7为sim868模块。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明采用了主处理器控制连接各功能模块的结构，输入信息和输出信息可以在各功能模块之间高效传输。智能伴侣导盲犬头部的激光雷达测距模块能够进行360度全方位扫描，从而获得周围环境的轮廓图。采用激光三角测量技术，每秒可进行2000次高速激光测距采样能力，精确测量与前方障碍物的距离。
本发明驱动模块内部的驱动电机带动橡胶轮胎的正转反转，驱动电机可用JGB-520带编码器直流减速电机，轴长为15.5mm，为D字型轴，直径为6mm，工作电压为6V-12V，反应灵敏，性能稳定。
本发明GPS定位模块能够对所述智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择。
本发明语音模块根据所述测距模块和GPS定位模块各自的测量参数，通过蓝牙模块向用户发送导盲语音信息，语音模块中的无线耳麦能够响应用户的语音输入，扬声器能够播报经过探测后的有用信息，如左转，右转，停止等。
本发明主处理器设置于所述的智能伴侣导盲犬腔体内部，GSM通讯模块能够进行语音通话，突发情况下可进行紧急呼救。具有使用方便，高效灵敏，安全护航等特点。
附图说明
图1为本发明智能伴侣导盲犬的模块结构示意图。
图2为本发明智能伴侣导盲犬模块分布立体示意图。
图3为本发明智能伴侣导盲犬左视内部示意图。
图4为本发明智能伴侣导盲犬右视内部示意图。
图5为本发明采用的驱动电机内部示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
本发明公开了一种智能伴侣导盲犬，包括驱动模块1、激光雷达测距模块(主雷达：杉川消费级雷达Delta3，辅助测距)2、语音模块(采用WEGASUN M6)3、GSM通讯模块4、GPS定位模块5、蓝牙模块6、主处理器(STM32F103C8T6)7、电源模块(采用TYPD2603系列，5v/3.3v双路3A输出)8、开机键9；
GSM通讯模块与GPS定位模块与蓝牙模块采用SIM868模块。
所述驱动模块1包括驱动电机10和橡胶轮胎11；驱动电机10包括码盘12和测速模块13；
语音模块包括无线耳麦14和扬声器15；
所述GSM通讯模块4、GPS定位模块5和蓝牙模块6、电源模块8集成在主处理器7上，电源模块8为智能伴侣导盲犬整体供电；
所述的驱动模块1、激光雷达测距模块2和语音模块3均分别与主处理器7相连接。
驱动模块1设置于智能伴侣导盲犬腿部内部；
激光雷达测距模块2设置于智能伴侣导盲犬头部内部，用于测量智能伴侣导盲犬与前方障碍物之间的距离。
语音模块3根据激光雷达测距模块2和GPS定位模块5各自的测量参数，通过蓝牙模块6向用户发送导盲语音信息，语音模块3中的无线耳麦14响应用户的语音输入，扬声器15播报经过探测后的有用信息，如左转，右转，停止等。主处理器7设置于智能伴侣导盲犬腔体内部，GSM通讯模块4用于语音通话，突发情况下可进行紧急呼救；GPS定位模块5对智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择，具有使用方便，高效灵敏，安全护航等特点。
激光雷达测距模块2扫描智能伴侣导盲犬周围的路况，测量前方障碍物与智能伴侣导盲犬之间的距离，将测量的参数信息发给主处理器7；
驱动模块1中的驱动电机10为带编码器直流减速电机，驱动电机10带动橡胶轮胎11的正转反转。驱动电机型号：JGB37-520，包含一体磁编码器用于测速。
语音模块3具有四个定位孔，均为M3螺丝孔，语音模块3中的无线耳麦14能够响应用户的语音输入。
驱动模块1中的橡胶轮胎11的车毂部分为尼龙材质。
语音模块3中的扬声器15位于智能伴侣导盲犬的头部上方靠近外壳处。
电源模块8采用锂电池。
蓝牙模块6中的天线16位于智能伴侣导盲犬机身的尾部内部。
主处理器7为sim868模块。
盲人用户出行时按动智能伴侣导盲犬的开机键，对智能伴侣导盲犬输入语音信息，如：去某某公园。智能伴侣导盲犬被唤醒，语音模块中的无线耳麦能够响应用户的语音输入，头部的激光雷达测距模块进行360度全方位扫描，获得周围环境的轮廓图，并精确测量自身与前方障碍物的距离。驱动模块内部的驱动电机带动橡胶轮胎转动，整体前进。GPS定位模块对智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择。在行进中语音模块根据测距模块和GPS定位模块各自的测量参数，通过蓝牙模块并以扬声器播报的形式向用户发送导盲语音信息，如左转，右转，停止等。GSM通讯模块为用户提供语音通话功能，突发情况下可进行紧急呼救。盲人用户在智能伴侣导盲犬的陪伴指引下达到目的地。
回到家时，关闭智能伴侣导盲犬的开关，内部各模块和主处理器停止工作，锂电池停止供电，智能伴侣导盲犬处于关机状态。
本发明采用了主处理器控制连接各功能模块的结构，输入信息和输出信息可以在各功能模块之间高效传输。智能伴侣导盲犬头部的激光雷达测距模块能够进行360度全方位扫描，从而获得周围环境的轮廓图。采用激光三角测量技术，每秒可进行2000次高速激光测距采样能力，精确测量与前方障碍物的距离。驱动模块内部的驱动电机带动橡胶轮胎的正转反转，反应灵敏，性能稳定。GPS定位模块能够对所述智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择。语音模块根据所述测距模块和GPS定位模块各自的测量参数，通过蓝牙模块向用户发送导盲语音信息，语音模块中的无线耳麦能够响应用户的语音输入，扬声器能够播报经过探测后的有用信息，如左转，右转，停止等。主处理器设置于所述的智能伴侣导盲犬腔体内部，GSM通讯模块能够进行语音通话，突发情况下可进行紧急呼救。使用方便，高效灵敏，安全护航。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能伴侣导盲犬，其特征在于：包括驱动模块(1)、激光雷达测距模块(2)、语音模块(3)、GSM通讯模块(4)、GPS定位模块(5)、蓝牙模块(6)、主处理器(7)、电源模块(8)、开机键(9)；
所述驱动模块(1)包括驱动电机(10)和橡胶轮胎(11)；驱动电机(10)包括码盘(12)和测速模块(13)；
语音模块包括无线耳麦(14)和扬声器(15)；
所述GSM通讯模块(4)、GPS定位模块(5)和蓝牙模块(6)、电源模块(8)集成在主处理器(7)上，电源模块(8)为智能伴侣导盲犬整体供电；
所述的驱动模块(1)、激光雷达测距模块(2)和语音模块(3)均分别与主处理器(7)相连接。
2.根据权利要求1所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：驱动模块(1)设置于智能伴侣导盲犬腿部内部；
激光雷达测距模块(2)设置于智能伴侣导盲犬头部内部，用于测量智能伴侣导盲犬与前方障碍物之间的距离；
语音模块(3)根据激光雷达测距模块(2)和GPS定位模块(5)各自的测量参数，通过蓝牙模块(6)向用户发送导盲语音信息，语音模块(3)中的无线耳麦(14)响应用户的语音输入，扬声器(15)播报经过探测后的信息；主处理器(7)设置于智能伴侣导盲犬腔体内部，GSM通讯模块(4)用于语音通话，突发情况下进行紧急呼救；GPS定位模块(5)对智能伴侣导盲犬当前所在的位置进行定位，并进行目标线路的选择；
激光雷达测距模块(2)扫描智能伴侣导盲犬周围的路况，测量前方障碍物与智能伴侣导盲犬之间的距离，将测量的参数信息发给主处理器(7)。
3.根据权利要求1所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：驱动模块(1)中的驱动电机(10)为带编码器直流减速电机，驱动电机(10)带动橡胶轮胎(11)的正转反转。
4.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：语音模块(3)具有四个定位孔，均为M3螺丝孔，语音模块(3)中的无线耳麦(14)能够响应用户的语音输入。
5.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：驱动模块(1)中的橡胶轮胎(11)的车毂部分为尼龙材质。
6.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：语音模块(3)中的扬声器(15)位于智能伴侣导盲犬的头部上方靠近外壳处。
7.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：电源模块(8)采用锂电池。
8.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：蓝牙模块(6)中的天线(16)位于智能伴侣导盲犬机身的尾部内部。
9.根据权利要求3所述智能伴侣导盲犬，其特征在于：主处理器(7)为sim868模块。
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