CN110595484A - 一种基于gps定位并支持手写输入的盲人导航仪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导航技术领域，公开了一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，包括导盲棒以及蓝牙耳机，所述导盲棒的上端套接有橡胶把手，且导盲棒的上端靠近橡胶把手的一侧固定连接有控制器，所述导盲棒的外侧靠近控制器的下端嵌入设置有红外线传感器，所述控制器的顶端嵌入设置有盲文触摸屏。本发明通过语音识别系统可以导航系统发出指令，导航系统可以对使用者的位置进行定位并把位置发送给外部的移动终端设备，导航系统还可以规划出使用者的行走路线，并把行走路线发送给蓝牙耳机，蓝牙耳机以语音的形式向使用者播报规划的路线，盲人使用者还可以通过盲文触摸屏向导航系统发出指令，进行定位和行走路线的规划，方便、实用。
Description
技术领域
本发明涉及导航技术领域，具体是一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统。
背景技术
随着科技的发展，越来越多的电子设备运用到我们的生活中来，但这些技术却很少运用到盲人的日常生活中，我国是世界上盲人最多的国家之一，因此，盲人的出行是一个不可忽略的问题，现在盲人出行基本上还依靠传统的盲道、导盲棒或导盲犬，进而导致盲人至今的出行仍然是一个很大的问题。
中国专利公开了一种一种盲人导航方法及盲人导航设备（授权公告号CN105832501A），该专利技术能够识别用户是否到达路口，以针对该路口的交通信号灯指示情况进行后续的导航工作，提高了用户到达路口时的安全性，但是不能对使用者的位置进行定位，且无法合理规划出使用者的行走路线，进而导致盲人使用者出行不便。因此，本领域技术人员提供了一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，包括导盲棒以及蓝牙耳机，所述导盲棒的上端套接有橡胶把手，且导盲棒的上端靠近橡胶把手的一侧固定连接有控制器，所述导盲棒的外侧靠近控制器的下端嵌入设置有红外线传感器，所述控制器的顶端嵌入设置有盲文触摸屏；
所述控制器包含有单片机、语音识别系统和导航系统，其中，语音识别系统用于识别使用者发出的语音指令，导航系统用于定位使用者的位置并规划出目的地的行走路线，同时将行走路线输出给蓝牙耳机；
作为本发明进一步的方案：所述语音识别系统包括前端处理模块、特征处理模块、WFST网络和解码器，其中，前端处理模块用于对输入的语音数据流经过前端处理，特征处理模块用于对前端处理之后的得到的分段语音数据进行声学特征提取，WFST网络用于在解码过程中寻找匹配概率最大的最优路径，便得到最优的识别结果，解码器用于对提取的特征数据进行解码。
作为本发明再进一步的方案：所述前端处理包括语音转码、高通滤波和端点检测，其中，语音格式转码用于将输入的语音数据转成pcm或者wav格式的语音，高通滤波用于将转化的语音中的杂波进行过滤，端点检测用于检测出转码后语音中的有效语音。
作为本发明再进一步的方案：所述WFST网络包括发音词典、声学模型和语言模型，其中，发音词典包含系统所能处理的词汇集及其发音，且发音词典用于映射声学模型与语言模型，语言模型用于对系统所针对的语言进行建模，声学模型用于对系统所针对的声学进行建模。
作为本发明再进一步的方案：所述导航系统包括GPS模块、地图APP和GSM通信模块，其中，GPS模块用于对GPS卫星的搜索跟踪和定位速度的采集，从而获取使用者的经纬度，再对比地图APP得出使用者的位置，无线通信模块用于向外部的移动终端设备发送使用者的位置，地图APP用于将GPS模块得到的位置信息不停地刷新，从而使得使用者在地图上的位置不停地运动变化，并根据路径引导计算功能，根据使用者需要，规划出一条到达目的地的行走路线，然后引导使用者向目的地行走，GSM通信模块用于将采集的GPS数据进行处理，将采集的数据发送到蓝牙耳机上。
作为本发明再进一步的方案：所述蓝牙耳机包括解码芯片、蓝牙芯片、数模转换芯片、信号放大芯片和耳机接收单元，其中，解码芯片用于对输入的语音信息进行解码，产生的数字信号，蓝牙芯片用于将数字信号发送给蓝牙耳机，数模转换芯片用于将数字信号转换成人耳能听懂的模拟信号，信号放大芯片用于对模拟信号进行放大，耳机接收单元用于接收放大后的信号，并发出供使用者接收的声音。
作为本发明再进一步的方案：所述红外线传感器用于发射并接收红外线。
作为本发明再进一步的方案：所述盲文触摸屏内部安装有供盲人使用的虚拟键盘。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过语音识别系统可以导航系统发出指令，导航系统可以对使用者的位置进行定位并把位置发送给外部的移动终端设备，导航系统还可以规划出使用者的行走路线，并把行走路线发送给蓝牙耳机，蓝牙耳机以语音的形式向使用者播报规划的路线，盲人使用者还可以通过盲文触摸屏向导航系统发出指令，进行定位和行走路线的规划，方便、实用。
附图说明
图1为一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统的结构示意图；
图2为一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统中控制器的原理示意图；
图3为一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统中单片机的工作示意图；
图4为一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统中前端处理模块的原理示意图。
图中：1、导盲棒；2、红外线传感器；3、控制器；4、盲文触摸屏；5、橡胶把手。
具体实施方式
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，包括导盲棒1以及蓝牙耳机，导盲棒1的上端套接有橡胶把手5，导盲棒1的上端靠近橡胶把手5的一侧固定连接有控制器3，导盲棒1的外侧靠近控制器3的下端嵌入设置有红外线传感器2，控制器3的顶端嵌入设置有盲文触摸屏4；
控制器3包含有单片机、语音识别系统和导航系统，其中，语音识别系统用于识别使用者发出的语音指令，导航系统用于定位使用者的位置并规划出目的地的行走路线，同时将行走路线输出给蓝牙耳机；
在图4中：语音识别系统包括前端处理模块、特征处理模块、WFST网络和解码器，其中，前端处理模块用于对输入的语音数据流经过前端处理，特征处理模块用于对前端处理之后的得到的分段语音数据进行声学特征提取，WFST网络用于在解码过程中寻找匹配概率最大的最优路径，便得到最优的识别结果，解码器用于对提取的特征数据进行解码。
在图4中：前端处理包括语音转码、高通滤波和端点检测，其中，语音格式转码用于将输入的语音数据转成pcm或者wav格式的语音，高通滤波用于将转化的语音中的杂波进行过滤，端点检测用于检测出转码后语音中的有效语音，从而提高声音的解码速度和识别率。
在图4中：WFST网络包括发音词典、声学模型和语言模型，其中，发音词典包含系统所能处理的词汇集及其发音，发音词典用于映射声学模型与语言模型，语言模型用于对系统所针对的语言进行建模，声学模型用于对系统所针对的声学进行建模，从而可以通过语音的形式向导航系统发出指令，便于盲人使用者操作使用。
在图3中：导航系统包括GPS模块、地图APP和GSM通信模块，其中，GPS模块用于对GPS卫星的搜索跟踪和定位速度的采集，从而获取使用者的经纬度，再对比地图APP得出使用者的位置，无线通信模块用于向外部的移动终端设备发送使用者的位置，地图APP用于将GPS模块得到的位置信息不停地刷新，从而使得使用者在地图上的位置不停地运动变化，并根据路径引导计算功能，根据使用者需要，规划出一条到达目的地的行走路线，然后引导使用者向目的地行走，GSM通信模块用于将采集的GPS数据进行处理，将采集的数据发送到蓝牙耳机上，从而可以自动对使用者的位置进行定位，并可以规划出合理的行走路线。
在图3中：蓝牙耳机包括解码芯片、蓝牙芯片、数模转换芯片、信号放大芯片和耳机接收单元，其中，解码芯片用于对输入的语音信息进行解码，产生的数字信号，蓝牙芯片用于将数字信号发送给蓝牙耳机，数模转换芯片用于将数字信号转换成人耳能听懂的模拟信号，信号放大芯片用于对模拟信号进行放大，耳机接收单元用于接收放大后的信号，并发出供使用者接收的声音，从而可以通过语音的形式接收导航系统发送的定位和行走路线的规划。
在图1中：红外线传感器2用于发射并接收红外线，从而感知前方的物体，当前方出现障碍物时，蓝牙耳机发出声音警报，提醒使用者注意避让，从而提高了盲人使用者出行的安全性。
在图1中：盲文触摸屏4内部安装有虚拟键盘，无论使用者将手指放在盲文触摸屏4的哪个位置，虚拟键盘总能出现在用户指尖的位置，当你的手移动，键盘位置也会随之变化，从而在写字完成后，自动恢复原样。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，包括导盲棒（1）以及蓝牙耳机，其特征在于，所述导盲棒（1）的上端套接有橡胶把手（5），且导盲棒（1）的上端靠近橡胶把手（5）的一侧固定连接有控制器（3），所述导盲棒（1）的外侧靠近控制器（3）的下端嵌入设置有红外线传感器（2），所述控制器（3）的顶端嵌入设置有盲文触摸屏（4）；
所述控制器（3）包含有单片机、语音识别系统和导航系统，其中，语音识别系统用于识别使用者发出的语音指令，导航系统用于定位使用者的位置并规划出目的地的行走路线，同时将行走路线输出给蓝牙耳机。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述语音识别系统包括前端处理模块、特征处理模块、WFST网络和解码器，其中，前端处理模块用于对输入的语音数据流经过前端处理，特征处理模块用于对前端处理之后的得到的分段语音数据进行声学特征提取，WFST网络用于在解码过程中寻找匹配概率最大的最优路径，便得到最优的识别结果，解码器用于对提取的特征数据进行解码。
3.根据权利要求2所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述前端处理包括语音转码、高通滤波和端点检测，其中，语音格式转码用于将输入的语音数据转成pcm或者wav格式的语音，高通滤波用于将转化的语音中的杂波进行过滤，端点检测用于检测出转码后语音中的有效语音。
4.根据权利要求2所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述WFST网络包括发音词典、声学模型和语言模型，其中，发音词典包含系统所能处理的词汇集及其发音，且发音词典用于映射声学模型与语言模型，语言模型用于对系统所针对的语言进行建模，声学模型用于对系统所针对的声学进行建模。
5.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述导航系统包括GPS模块、地图APP和GSM通信模块，其中，GPS模块用于对GPS卫星的搜索跟踪和定位速度的采集，从而获取使用者的经纬度，再对比地图APP得出使用者的位置，无线通信模块用于向外部的移动终端设备发送使用者的位置，地图APP用于将GPS模块得到的位置信息不停地刷新，从而使得使用者在地图上的位置不停地运动变化，并根据路径引导计算功能，根据使用者需要，规划出一条到达目的地的行走路线，然后引导使用者向目的地行走，GSM通信模块用于将采集的GPS数据进行处理，将采集的数据发送到蓝牙耳机上。
6.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述蓝牙耳机包括解码芯片、蓝牙芯片、数模转换芯片、信号放大芯片和耳机接收单元，其中，解码芯片用于对输入的语音信息进行解码，产生的数字信号，蓝牙芯片用于将数字信号发送给蓝牙耳机，数模转换芯片用于将数字信号转换成人耳能听懂的模拟信号，信号放大芯片用于对模拟信号进行放大，耳机接收单元用于接收放大后的信号，并发出供使用者接收的声音。
7.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述红外线传感器（2）用于发射并接收红外线。
8.根据权利要求1所述的一种基于GPS定位并支持手写输入的盲人导航仪系统，其特征在于，所述盲文触摸屏（4）内部安装有供盲人使用的虚拟键盘。
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