CN110522616A - 一种可穿戴智能导盲衣 - Google Patents

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郭凤姣
李婷
屈宗顺
万琴
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Abstract

本发明公开了一种可穿戴智能导盲衣，包括：微波雷达探测装置，用于探测前方障碍物及障碍物距离并将探测信号进行传输，微波雷达探测装置包括用于发射微波信号来检测障碍物的发射器和用于接收反馈信号并将反馈信号进行传输的感应器；图像采集模块，用于采集盲人所处环境图像并将所采集的图像信号进行传输；声音采集模块，用于采集声音信号并将所采集声音信号进行传输；接收模块，用于接收输入信号，输入信号包括图像信号、声音信号和/或距离信号；中央处理控制器，用于对接收模块所接收的信息进行融合处理；语音模块，用于对中央处理控制器的处理结果进行语音播报。本发明能够及时将盲人所处环境的道路信息通过语音方式播报给盲人。

Description

一种可穿戴智能导盲衣
技术领域
本发明涉及到避障导盲领域，尤其涉及一种可穿戴智能导盲衣。
背景技术
视觉功能是人类获得信息的主要来源，因此，盲人在日常生活中的很多方面受到了很大的制约。几乎所有的视力残疾人士都希望有一个便捷的辅助装置来帮助他们和正常人一样的前行，并且能确保他们在道路上行走时更加方便和安全。据不完全统计，中国是全世界盲人最多的国家，约有500万盲人，占全世界盲人口的18％。每年在中国约有45万人失明，如果允许目前的趋势继续保持不变，到2020年预期中国盲人将增加4倍。盲人主要有出行、过红路灯、乘坐不报站的公交车、购买食品和药品等问题。目前，大多数的盲人都是通过普通的盲杖或者导盲犬来辅助行走，但是这两种导盲方式都存在其固有的缺陷，如：盲杖只能通过触碰的方式探测局部的障碍物，存在着太多的不足，而导盲犬虽然可以协助引导盲人行进，但存在训练周期和适应期过长、成本较高等缺点。
鉴于此，设计一种使用携带便捷、成本较低且智能化程度高的导盲工具是本技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可穿戴智能导盲衣，首先通过微波雷达探测装置、声音采集模块和图像采集模块分别探测前方障碍物距离、采集盲人所处环境的声音和图像，然后所述中央处理控制器对输入信号进行融合处理，最后所述语音模块及时将相关信息通过语音的方式进行播报，从而为盲人提供了一种经济便捷且智能化程度高的导盲衣。
为解决上述技术问题，本发明提供一种可穿戴智能导盲衣，包括：
微波雷达探测装置，用于探测前方障碍物及障碍物距离并将探测信号进行传输，所述微波雷达探测装置包括用于发射微波信号来检测障碍物的发射器和用于接收反馈信号并将反馈信号进行传输的感应器；
图像采集模块，用于采集盲人当前所处环境的图像并将所采集的图像信号进行传输；
声音采集模块，用于采集盲人当前所处环境的声音并将所采集声音信号进行传输；
接收模块，用于接收输入信号，所述输入信号包括图像信号、声音信号和/或距离信号；
中央处理控制器，用于对接收模块所接收的多模态输入信号进行融合处理；
语音模块，用于对中央处理控制器的处理结果进行语音播报。
优选地，所述中央处理控制器对接收模块所接收的信息进行融合处理具体包括：根据距离信号和/或图像信号进行物体检测,并在检测到有物体时,获取物体图像和物体信息；根据声音信号进行声源定位以得到声源信息；以及识别图像信号中的文字信息并转化为语音信息。
优选地，所述微波雷达探测装置还包括陀螺仪，通过所述陀螺仪感知使用者的移动和移动速度，来调节微波雷达工作频率。
优选地，所述中央处理控制器中设有嵌入式追踪芯片，所述嵌入式追踪芯片可用于摄像、记录盲人生物信息和对盲人进行定位，以及用于与手机应用客户端进行网络连接。
优选地，所述嵌入式追踪芯片内设有可持续更新的智能导航系统，且所述智能导航系统与语音模块连接。
优选地，还包括与中央处理控制器连接外置机，所述外置机上设有开机按钮。
优选地，所述语音模块通过耳机和/或外放音响进行语音播报，所述外放音响通过设于外置机上的音频外放模式按钮进行控制，且耳机和/或外放音响分别与中央处理控制器连接。
优选地，还包括用于实时监控盲人身体情况的健康检测模块，所述健康检测模块包括：
信息采集模块，用于实时采集盲人身体状况的数据信息，所述盲人身体状况的数据信息包括体温、脉搏和血压；
信息存储模块，用于对信息采集模块所采集的数据信息进行预处理并输出所预处理的数据信息；
检测平台，根据信息存储模块输出的数据信息用于实时检测盲人的身体状况，并将检测数据反馈给中央处理控制器。
优选地，还包括安全模块，所述安全模块包括填充充气系统和报警装置，所述填充充气系统用于对危机情况下的冲撞进行缓冲，报警装置用于盲人遇到危险或紧急情况时及时求救。
优选地，所述导盲衣的材质为防水面料。
与现有技术比较，本发明具有以下有益技术效果：
(1)本发明所述导盲衣可通过微波雷达探测装置、声音采集模块和图像采集模块分别探测前方障碍物距离以及采集盲人所处环境的声音和图像，然后所述中央处理控制器对输入信号进行融合处理，并通过语音模块及时将相关信息进行语音播报，具有携带方便、成本较低且智能化程度高的特点；
(2)本发明通过在中央处理控制器中设置嵌入式追踪芯片，可有效对所述导盲衣使用者的生物信息进行记录，以及对该使用者进行精确定位；同时可通过与手机应用客户端连接后监控使用者的所处环境；
(3)本发明通过在嵌入式追踪芯片中设置智能导航系统，有效解决了图像采集模块的视觉盲点，提高了盲人出行的安全性；
(4)本发明通过设置监控盲人身体情况的健康检测模块，可有效对盲人的身体状况进行实时监控，有效保证了盲人的出行安全；
(5)本发明通过设置安全模块，进一步保障了盲人出行的安全性。
附图说明
图1是本发明一种可穿戴智能导盲衣的结构框图。
图中：1.导盲衣，21.发射器，22.感应器，23.陀螺仪，3.图像采集模块，4.声音采集模块，5.接收模块，6.中央处理控制器，7.语音模块，8.嵌入式追踪芯片，9.智能导航系统，10.外置机，11.耳机，12.外放音响，13.健康检测模块，14.填充充气系统，15.报警装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种可穿戴智能导盲衣，包括：
微波雷达探测装置，用于探测前方障碍物及障碍物距离并将探测信号进行传输，所述微波雷达探测装置包括用于发射微波信号来检测障碍物的发射器21和用于接收反馈信号并将反馈信号进行传输的感应器22；
图像采集模块3，用于采集盲人当前所处环境的图像并将所采集的图像信号进行传输；
声音采集模块4，用于采集盲人当前所处环境的声音并将所采集声音信号进行传输；
接收模块5，用于接收输入信号，所述输入信号包括图像信号、声音信号和/或距离信号；
中央处理控制器6，用于对接收模块5所接收的多模态输入信号进行融合处理；
语音模块7，用于对中央处理控制器6的处理结果进行语音播报。
本实施例中，所述微波雷达探测装置设于导盲衣1的中间口袋内，图像采集模块3设于导盲衣1的肩膀位置，中央处理控制器6置于微波雷达探测装置的外侧，声音采集模块4、接收模块5和语音模块7均嵌设于中央处理控制器6内。当盲人穿戴上智能导盲衣1后，设于所述导盲衣1上的发射器21通过发射微波信号来检测盲人前方是否存在障碍物，若前方存在障碍物，则所述发射器21发射的微波信号将碰到障碍物产生回弹信号并反馈给感应器22，若前方不存在障碍物，则所述感应器22将不能接收到发射器21发射的微波信号所产生的回弹信号，所述感应器22将反馈信号传输给接收模块5，同时所述图像采集模块3和声音采集模块4分别采集盲人所处环境的图像和声音并将所采集的图像信号和声音信号分别传输给接收模块5，然后所述中央处理控制器6对接收模块5所接收的多模态输入信号进行融合处理，进而通过语音模块7以语音播报的方式提醒盲人前方存在障碍物以及提醒盲人所处环境的道路状况(如影响路面正常安全行走的坑洼)，为盲人的出行提供了极大的便利，具有携带方便、成本较低且智能化程度高的特点。
如图1所示，所述中央处理控制器6对接收模块5所接收的信息进行融合处理具体包括：根据距离信号和/或图像信号进行物体检测以获取物体信息；根据声音信号进行声源定位以得到声源信息；以及识别图像信号中的文字信息并转化为语音信息。本实施例中，通过所述中央处理控制器6根据微波雷达探测装置所得到的距离信号和图像采集模块3所采集的图像信号进行物体检测以获取物体信息，根据声音采集模块4所采集的声音信号得到声源信息；同时还对图像信号中的文字信息进行识别并转化为语音信息，以方便盲人进行食品和药品等各种带有文字信息商品的购买。
如图1所示，所述微波雷达探测装置还包括陀螺仪23，通过所述陀螺仪23感知使用者的移动和移动速度，来调节微波雷达工作频率。本实施例中，通过所述陀螺仪23来感知使用者的移动和移动速度，进而可用来调节微波雷达探测装置的工作频率，以此增加设备的可靠性能，以及合理分配电磁能源的使用。
如图1所示，所述中央处理控制器6中设有嵌入式追踪芯片8，所述嵌入式追踪芯片8可用于摄像、记录盲人生物信息和对盲人进行定位，以及用于与手机应用客户端进行网络连接。本实施例中，所述嵌入式追踪芯片8设于中央处理控制器6内，通过所述嵌入式追踪芯片记录使用者的生物信息以便及时了解盲人的相关信息，同时也可以通过对盲人所在位置进行准确定位，以及对盲人当前所处环境进行摄像，进而让家人掌握盲人的具体情况，提高了盲人出行的安全性。
如图1所示，所述嵌入式追踪芯片8内设有可持续更新的智能导航系统9，且所述智能导航系统9与语音模块7连接。本实施例中，所述智能导航系统9与语音模块7连接，通过持续对智能导航系统9进行更新，进而所述语音模块7可对盲人出行的路线进行语音播报，有效解决了图像采集模块3的视觉盲点，进一步提高了盲人出行的安全性能。
如图1所示，还包括与中央处理控制器6连接外置机10，所述外置机10上设有开机按钮。本实施例中，所述外置机10通过导轨设于导盲衣1上，中央处理控制器6通过设有外置机10上的开机按钮进行有效控制，操作极其简单便捷。
如图1所示，所述语音模块7通过耳机11和/或外放音响12进行语音播报，所述外放音响12通过设于外置机10上的音频外放模式按钮进行控制，且耳机11和/或外放音响12分别与中央处理控制器6连接。本实施例中，所述语音模块7可通过分别与中央处理控制器6连接的耳机11和/或外放音响12进行语音播报，同时将外放音响12的外放模式按钮设有外置机10上，进一步提升了盲人的操作便捷性能。
如图1所示，还包括用于实时监控盲人身体情况的健康检测模块13，所述健康检测模块13包括：
信息采集模块，用于实时采集盲人身体状况的数据信息，所述盲人身体状况的数据信息包括体温、脉搏和血压；
信息存储模块，用于对信息采集模块所采集的数据信息进行预处理并输出所预处理的数据信息；
检测平台，根据信息存储模块输出的数据信息用于实时检测盲人的身体状况，并将检测数据反馈给中央处理控制器。
本实施例中，所述健康检测模块13嵌设于导盲衣1内，通过所述健康检测模块13实时监控盲人的身体情况，当表征盲人身体情况的数据发生异常时，此时报警装置15进行报警，盲人可向家人、警方或医务人员进行求救，保障盲人的出行安全。本实施例中，所述报警装置15通过设有外置机10上的控制器进行控制，当盲人身体情况的数据发生异常时，外置机10上的控制器控制报警装置15报警，以提醒盲人，在其他实施例中，也可以通过中央处理控制器6控制报警装置15报警。
如图1所示，还包括安全模块，所述安全模块包括填充充气系统14和报警装置15，所述填充充气系统14用于对危机情况下的冲撞进行缓冲，报警装置15用于盲人遇到危险或紧急情况时及时求救。本实施例中，所述填充充气系统14设于导盲衣1的上衣前身，报警装置15包括中央处理控制器6控制的报警器和设于导盲衣1上衣口袋内的紧急按钮，当盲人发生冲撞等危机情况时，所述导盲衣1上的填充充气系统14对盲人进行缓冲，一定程度上降低对盲人的冲击力，与此同时，盲人可通过紧急按钮及时向家人、警方或医务人员求救。
如图1所示，所述导盲衣1的材质为防水面料。本实施例中，所述导盲衣1的材质选用防水面料，可以反复进行清洗，同时设于导盲衣1上的电子设备均采用布料口袋或是布料进行掩盖，有效保证了使用者不会被特殊关注而大胆穿戴。
值得一提的是，本发明中所述导盲衣1可以和外置设备搭配使用，如导盲手杖，从而可进一步提升盲人出行的安全性。
以上对本发明所提供的一种可穿戴智能导盲衣进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可穿戴智能导盲衣，其特征在于，包括：
微波雷达探测装置，用于探测前方障碍物及障碍物距离并将探测信号进行传输，所述微波雷达探测装置包括用于发射微波信号来检测障碍物的发射器和用于接收反馈信号并将反馈信号进行传输的感应器；
图像采集模块，用于采集盲人当前所处环境的图像并将所采集的图像信号进行传输；
声音采集模块，用于采集当前盲人所述环境的声音并将所采集声音信号进行传输；
接收模块，用于接收输入信号，所述输入信号包括图像信号、声音信号和/或距离信号；
中央处理控制器，用于对接收模块所接收的多模态输入信号进行融合处理；
语音模块，用于对中央处理控制器的处理结果进行语音播报。
2.如权利要求1所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述中央处理控制器对接收模块所接收的信息进行融合处理具体包括：根据距离信号和/或图像信号进行物体检测,并在检测到有物体时,获取物体图像和物体信息；根据声音信号进行声源定位以得到声源信息；以及识别图像信号中的文字信息并转化为语音信息。
3.如权利要求2所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述微波雷达探测装置还包括陀螺仪，通过所述陀螺仪感知使用者的移动和移动速度，来调节微波雷达工作频率。
4.如权利要求3所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述中央处理控制器中设有嵌入式追踪芯片，所述嵌入式追踪芯片可用于摄像、记录盲人生物信息和对盲人进行定位，以及用于与手机应用客户端进行网络连接。
5.如权利要求4所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述嵌入式追踪芯片内设有可持续更新的智能导航系统，且所述智能导航系统与语音模块连接。
6.如权利要求5所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，还包括与中央处理控制器连接外置机，所述外置机上设有开机按钮。
7.如权利要求6所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述语音模块通过耳机和/或外放音响进行语音播报，所述外放音响通过设于外置机上的音频外放模式按钮进行控制，且耳机和/或外放音响分别与中央处理控制器连接。
8.如权利要求7所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，还包括用于实时监控盲人身体情况的健康检测模块，所述健康检测模块包括：
信息采集模块，用于实时采集盲人身体状况的数据信息，所述盲人身体状况的数据信息包括体温、脉搏和血压；
信息存储模块，用于对信息采集模块所采集的数据信息进行预处理并输出所预处理的数据信息；
检测平台，根据信息存储模块输出的数据信息用于实时检测盲人的身体状况，并将检测数据反馈给中央处理控制器。
9.如权利要求8所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，还包括安全模块，所述安全模块包括填充充气系统和报警装置，所述填充充气系统用于对危机情况下的冲撞进行缓冲，报警装置用于盲人遇到危险或紧急情况时及时求救。
10.如权利要求9所述的可穿戴智能导盲衣，其特征在于，所述导盲衣的材质为防水面料。
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