CN115957108A - 一种盲人智能眼镜的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种盲人智能眼镜的控制系统，包括：处理器芯片模块，通过芯片接口分别与两个摄像头、耳机、蓝牙信号传输模块和电源充电模块电连接；蓝牙信号传输模块与智能手机连接；电源充电模块与充电电池、USB接口电连接；处理芯片模块包括一个处理芯片蓝牙信号传输，具有双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力，接收从耳机上带有的麦克风获取的语音指令，将指令传输给配对好的手机进行相关操作，将播放信息传输给智能眼镜；处理器芯片模块获取到图像信息并识别出障碍物的距离或当前红绿灯信息，再通过耳机播报对应状态信息；当分析出行困难或危险时，发送语音指令拨打电话；USB接口位于智能眼镜腿一端，通过外接电源为智能眼镜的充电电池充电。

Description

一种盲人智能眼镜的控制系统

技术领域

本发明涉及智能穿戴技术领域，特别涉及一种盲人智能眼镜的控制系统。

背景技术

因为看不见或看不清东西，在行动及其他生活方面给盲人和视觉障 碍患者造成较大的困难。传统的导盲设备，如导盲手杖、导盲犬等，无 法准确的检测到周围的障碍物，比如盲人在过马路就没法确认当前路口 的交通灯信息，导盲犬可能会容易受干扰而失去导盲作用。现有的技术， 如授权公告号为CN 209437627 U的盲人智能眼镜也仅仅是解决盲人出行 问题，但对盲人出行的线路的选择比较盲目，眼镜为了减轻重量通常采 用纽扣电池供电，导致导盲续航时间受到限制，而且还存在智能眼镜的 反应速度仍不够快，遇到紧急事件或是危险无法实时反馈并及时报警等 问题。为了改进这些问题，更大程度的提升盲人及视觉障碍患者的出行 及生活独立性和自由性，利用现代智能技术进行盲人眼镜设计，这也是 目前发展的一个重要的方向。

现有技术中的常用术语：

TOF：Time of flight的简写，直译为飞行时间的意思，通过飞行时间的计算，TOF摄像头模块摄取的视频信息中包含视频里物体的距离信息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于：通过盲人智能眼镜的控制系统，能够规划盲人出行路线，实时获取盲人身边环境，识别色彩信息，探测障碍物的距离，拨打电话，能够很方便的给智能眼镜充电，提高智能眼镜的续航能力，提高盲人的生活自由性和安全性。

具体地，本发明提供一种盲人智能眼镜的控制系统，所述系统包括：

处理器芯片模块，通过芯片接口分别与眼镜本体的两个摄像头、耳机、蓝牙信号传输模块和电源充电模块电连接；

所述蓝牙信号传输模块通过蓝牙信号与智能手机连接；

所述电源充电模块与充电电池、USB接口电连接；

所述处理芯片模块包括一个处理芯片能够同时支持至少2个摄像头视频输入，并带有音频接口和GPIO管脚，能够满足蓝牙信号传输，具有双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力；

所述处理器芯片模块接收从所述耳机上带有的麦克风获取的使用者发出的语音指令，经过语音识别处理将相关指令通过蓝牙信号传输模块传输给配对好的智能手机，从而能够对智能手机进行相关操作，所述智能手机将手机上的播放信息通过手机端蓝牙模块传输给智能眼镜的蓝牙信号传输模块，所述蓝牙信号传输模块将从手机端发送的信息传输给处理器芯片模块，再通过音频输出接口传输到耳机；

所述处理器芯片模块通过两个摄像头获取到图像信息并识别出摄像头获取到的障碍物的距离或当前红绿灯信息，再通过智能眼镜上的耳机传输语音信息播报对应状态信息从而指导使用者前行；

当所述处理器芯片分析得出由摄像头获取图形生成的出行图显示出现出行困难或危险时，能够通过耳机的麦克风发送语音指令拨打电话，求助联系人或报警；

所述USB接口位于智能眼镜腿一端，能够通过外接电源为智能眼镜的充电电池充电。

所述处理芯片位于眼镜本体的镜腿内腔中，处理芯片包括两路音频输入和一路音频输出，两路MIPI接口和1路DVP接口，能够同时支持3 个以上摄像头视频输入，并带有音频接口和GPIO管脚，能满足蓝牙信号传输，双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力。

所述处理芯片包括内置的2Gb DDR内存，双核CPU主频达到1.2Ghz，具有800万分辨率实时编码，8T硬件算力，所述处理芯片接口有ADC， UART，SPI，I2C，I2S音频等接口。

所述智能手机，带有蓝牙模块，GPS定位功能，能进行正常通话，能安装及更新导航APP软件；所述相关操作包括智能手机将手机上电话通话、导航应用软件的播放信息通过手机端蓝牙模块实时传输给智能眼镜的蓝牙信号传输模块，进而传输到耳机中，以实现通过智能眼镜的耳机拨打手机电话并与联系人进行通话，以及实现手机中导航应用软件的播报信息实时传输到智能眼镜的耳机中。

使用者通过所述耳机开启智能手机端所述导航应用软件，并说出目的地，手机端所述导航APP自动规划好最优路径，实时根据使用者的当前位置指导使用者前往目的地；当盲人带上该智能眼镜出行的时候，通过耳机开启智能手机端导航APP，并说出目的地，手机端导航APP自动规划好最优路径，实时根据使用者的当前位置指导使用者前往目的地。

所述电源充电模块包含充电管理模块，通过I2C接口与处理器芯片模块连接，处理器芯片模块能够获取当前充电电池电量信息，当充电电池电量不足时，处理器输出音频提示信息到耳机，提示使用者当前电量不足；

所述电源充电模块，能够通过USB口与外部电源适配器连接对眼镜本体内的充电电池进行充电，能够与当前智能手机共用，当用USB适配器对充电电池进行充电时，系统能够正常运行，当电量不足的时候，使用者能够携带移动电源给充电电池充电，从而达到智能眼镜续航的目的。

所述蓝牙信号传输模块，处理器芯片模块、电源充电模块集成在电路板上，内置于眼镜本体内；所述蓝牙信号传输模块和所述处理器芯片模块之间的通信接口为UART。

所述两个摄像头中的一个摄像头为TOF摄像头模块，输出视频流信息通过一路MIPI接口传输给处理器芯片，处理器芯片模块根据TOF摄像头模块传输的视频信息获取当前障碍物的距离信息，并将这距离信息通过音频输出到耳机端；

所述两个摄像头中的另一个摄像头为500万分辨率摄像头模块，输出视频流信息通过另一路MIPI接口传输给处理器芯片，处理器芯片模块通过摄像头模块传输的视频信息可分析当前路面的盲道状况、路口红绿灯状况，并将分析结果通过音频输出接口传输到耳机端。

所述耳机为入耳式耳机，两个耳机分别对称设置在眼镜本体的镜腿上且耳机上带有录音放音功能。

所述充电电池为可充电锂电池，内置于眼镜本体的镜腿内腔中；所述USB接口为Type-C型，能够与当前智能手机共用，能够用Type-C型 USB适配器对充电电池。

由此，本申请的优势在于：

盲人智能眼镜中使用此系统通过多功能集成到一个处理器芯片模块能够更快速、更高效地处理语音信息、TOF摄像头模块和500万分辨率摄像头模块的视频信息，并通过蓝牙信号传输模块与智能手机进行交互，并充分利用智能手机的通话和导航APP功能，提高盲人的生活自由性和安全性。同时，将多种处理功能处理集成于一个芯片上有效地减小了智能眼镜的体积，并且通过当前智能手机带来的GPS定位精准，导航APP 实时更新规划相关线路功能，及通话功能。并且，智能眼镜的充电功能也更有利于使用者长时间佩戴，充电的端口设计也为使用者提供了更便利的使用。所述系统不仅减少了智能眼镜的系统运行功耗，也减少智能眼镜相关成本，极大的提升了盲人生活出行的自由性和安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。

图1是本系统的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容及优点，现结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图1所示，本发明涉及一种盲人智能眼镜的控制系统，所述系统包括：

处理器芯片模块，通过芯片接口分别与眼镜本体的两个摄像头、耳机、蓝牙信号传输模块和电源充电模块电连接；

所述蓝牙信号传输模块通过蓝牙信号与智能手机连接；

所述电源充电模块与充电电池、USB接口电连接；

所述处理芯片模块包括一个处理芯片能够同时支持至少2个摄像头视频输入，并带有音频接口和GPIO管脚，能够满足蓝牙信号传输，具有双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力；

所述处理器芯片模块接收从所述耳机上带有的麦克风获取的使用者发出的语音指令，经过语音识别处理将相关指令通过蓝牙信号传输模块传输给配对好的智能手机，从而能够对智能手机进行相关操作，所述智能手机将手机上的播放信息通过手机端蓝牙模块传输给智能眼镜的蓝牙信号传输模块，所述蓝牙信号传输模块将从手机端发送的信息传输给处理器芯片模块，再通过音频输出接口传输到耳机；

所述处理器芯片模块通过两个摄像头获取到图像信息并识别出摄像头获取到的障碍物的距离或当前红绿灯信息，再通过智能眼镜上的耳机传输语音信息播报对应状态信息从而指导使用者前行；

当所述处理器芯片分析得出由摄像头获取图形生成的出行图显示出现出行困难或危险时，能够通过耳机的麦克风发送语音指令拨打电话，求助联系人或报警；

所述USB接口位于智能眼镜腿一端，能够通过外接电源为智能眼镜的充电电池充电。这样方便使用者需要为智能眼镜充电时，可以仅仅通过触摸就很容易地获知USB接口的位置，更方便地为智能眼镜进行充电。另外，将USB接口设置到眼镜腿一端，即使使用外接电源为智能充电也不会造成电线与耳机线纠缠在一起的不便，与USB接口链接的充电电线会置于耳朵后，不影响使用的同时兼顾了美观和便捷性。移动充电器可以放置于背包或是衣服兜、腰包等内使得使用起来都更方便。

所述处理器芯片模块位于眼镜本体的镜腿内腔中，芯片型号为北京君正集成电路股份有限公司(简称：北京君正)T40型号芯片，T40型号芯片是一款智能视频芯片，内置2GbDDR内存，双核CPU主频达到1.2Ghz，具有800W分辨率实时编码，8T硬件算力，两路音频输入和一路音频输出，两路MIPI接口和1路DVP接口，可同时支持3个摄像头视频输入，并带有ADC，UART，SPI，I2C，I2S，音频等接口和丰富的GPIO管脚，完全能满足蓝牙信号传输，双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力。

进一步，TOF摄像头模块输出视频流信息通过一路MIPI接口传输给处理器芯片模块，处理器芯片模块根据TOF摄像头模块传输的视频信息获取当前障碍物的距离信息，并将这距离信息通过音频输出到耳机。

进一步，另一个500万分辨率摄像头模块，输出视频流信息通过另一路MIPI接口传输给处理器芯片模块，处理器芯片模块通过摄像头模块传输的视频信息可分析当前路面的盲道状况、路口红绿灯状况，并将分析结果通过音频输出接口传输到耳机。

进一步，耳机为入耳式耳机，且耳机上带有录音放音功能。

进一步，两个耳机分别对称连接在眼镜本体的镜腿上，音频信息通过电信号传输到处理器芯片模块。

进一步，耳机上的录音功能，将使用者发出的语音指令传输给处理器芯片模块，处理器芯片模块通过语音识别处理，将相关指令通过蓝牙信号传输模块传输给配对好的智能手机，从而对智能手机进行相关操作，比如拨打家人电话，开启导航APP软件等。

进一步，蓝牙信号传输模块和处理器芯片模块之间的通信接口为 UART。

进一步，智能手机可以将手机上电话通话，导航APP软件的播放信息通过手机端蓝牙模块传输给智能眼镜的蓝牙信号模块，蓝牙信号传输模块将从手机端发送的信息传输给处理器芯片模块，再通过音频输出接口传输到耳机，可以实现用智能眼镜与手机中的联系人进行通话，也可以实现智能手机中导航APP软件的导航播报信息实时传输到智能眼镜的耳机中。

进一步，电池为可充电锂电池，内置于眼镜本体的镜腿内腔中。

进一步，充电电源模块包含充电管理模块，通过I2C与处理器芯片模块连接，处理器芯片模块可以获取当前电池电量信息，当电池电量不足时，处理器芯片模块输出音频提示信息到耳机，提示使用者当前电量不足。

进一步，充电电源模块可通过USB口与电源适配器连接对眼镜本体内的充电锂电池进行充电，且USB口为Type-C型，可与当前智能手机共用，当用Type-C型USB适配器对电池进行充电时，系统还可正常运行，当电量不足的时候，使用者可以携带移动电源给电池充电，从而达到智能眼镜续航的目的。

当盲人带上该智能眼镜出行的时候，通过耳机开启智能手机端导航 APP，并说出目的地，智能手机端导航APP自动规划好最优路径，实时根据使用者的当前位置指导使用者前往目的地。盲道上路上遇见障碍物或者红绿灯时，可通过TOF摄像头模块和500万摄像头识别出障碍物的距离及当前红绿灯信息，智能眼镜上的耳机语音播报相关状态信息从而指导使用者前行。当出行图中出现相关困难时，还可通过耳机语音拨打相关电话，求救相关联系人。该发明专利可充分利用当前智能手机带来的GPS定位精准，导航APP实时更新规划相关线路功能，及通话功能，不仅减少了智能眼镜的系统运行功耗，也减少智能眼镜相关成本，极大的提升了盲人生活出行的自由性和安全性。

本发明通过采用一个处理芯片即北京君正T40型号智能视频处理芯片，集成了多种功能，包括语音识别处理能力，通过蓝牙信号传输模块与智能手机交互，充分利用智能手机的导航软件APP，实现通话功能，让盲人智能眼镜既能导航也能通话，不仅降低智能眼镜系统功耗，增加电池续航时间而且能实现通话功能。

通过采用北京君正T40型号智能视频处理芯片处理TOF摄像头模块和500万分辨率摄像头模块传输的视频信息不仅能获取道路障碍物的距离信息还能获取道路状况及交通灯信息，语音传输指导盲人出行，极大提高盲人的生活自由性和安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

处理器芯片模块，通过芯片接口分别与眼镜本体的两个摄像头、耳机、蓝牙信号传输模块和电源充电模块电连接；

所述蓝牙信号传输模块通过蓝牙信号与智能手机连接；

所述电源充电模块与充电电池、USB接口电连接；

所述处理芯片模块包括一个处理芯片能够同时支持至少2个摄像头视频输入，并带有音频接口和GPIO管脚，能够满足蓝牙信号传输，具有双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力；

所述处理器芯片模块接收从所述耳机上带有的麦克风获取的使用者发出的语音指令，经过语音识别处理将相关指令通过蓝牙信号传输模块传输给配对好的智能手机，从而能够对智能手机进行相关操作，所述智能手机将手机上的播放信息通过手机端蓝牙模块传输给智能眼镜的蓝牙信号传输模块，所述蓝牙信号传输模块将从手机端发送的信息传输给处理器芯片模块，再通过音频输出接口传输到耳机；

所述处理器芯片模块通过两个摄像头获取到图像信息并识别出摄像头获取到的障碍物的距离或当前红绿灯信息，再通过智能眼镜上的耳机传输语音信息播报对应状态信息从而指导使用者前行；

当所述处理器芯片分析得出由摄像头获取图形生成的出行图显示出现出行困难或危险时，能够通过耳机的麦克风发送语音指令拨打电话，求助联系人或报警；

所述USB接口位于智能眼镜腿一端，能够通过外接电源为智能眼镜的充电电池充电。

2.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述处理芯片位于眼镜本体的镜腿内腔中，处理芯片包括两路音频输入和一路音频输出，两路MIPI接口和1路DVP接口，能够同时支持3个以上摄像头视频输入，并带有音频接口和GPIO管脚，能满足蓝牙信号传输，双摄像头视频信息处理和语音识别处理能力。

3.根据权利要求2所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述处理芯片包括内置的2Gb DDR内存，双核CPU主频达到1.2Ghz，具有800万分辨率实时编码，8T硬件算力，所述处理芯片接口包含ADC，UART，SPI，I2C，I2S音频接口。

4.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述智能手机，带有蓝牙模块，GPS定位功能，能进行正常通话，能安装及更新导航APP软件；所述相关操作包括智能手机将手机上电话通话、导航应用软件的播放信息通过手机端蓝牙模块实时传输给智能眼镜的蓝牙信号传输模块，进而传输到耳机中，以实现通过智能眼镜的耳机拨打手机电话并与联系人进行通话，以及实现手机中导航应用软件的播报信息实时传输到智能眼镜的耳机中。

5.根据权利要求4所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，使用者通过所述耳机开启智能手机端所述导航应用软件，并说出目的地，手机端所述导航APP自动规划好最优路径，实时根据使用者的当前位置指导使用者前往目的地；当盲人带上该智能眼镜出行的时候，通过耳机上的麦克风开启智能手机端导航APP，并说出目的地，手机端导航APP自动规划好最优路径，实时根据使用者的当前位置指导使用者前往目的地。

6.根据权利要求3所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述电源充电模块包含充电管理模块，通过I2C接口与处理器芯片模块连接，处理器芯片模块能够获取当前充电电池电量信息，当充电电池电量不足时，处理器输出音频提示信息到耳机，提示使用者当前电量不足；

所述电源充电模块，能够通过USB口与外部电源适配器连接对眼镜本体内的充电电池进行充电，当对充电电池进行充电时，系统能够正常运行，当电量不足的时候，使用者能够携带移动电源给充电电池充电。

7.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述蓝牙信号传输模块，处理器芯片模块、电源充电模块集成在电路板上，内置于眼镜本体内；所述蓝牙信号传输模块和所述处理器芯片模块之间的通信接口为UART。

8.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述两个摄像头中的一个摄像头为TOF摄像头模块，输出视频流信息通过一路MIPI接口传输给处理器芯片，处理器芯片模块根据TOF摄像头模块传输的视频信息获取当前障碍物的距离信息，并将这距离信息通过音频输出到耳机端；

所述两个摄像头中的另一个摄像头为500万分辨率摄像头模块，输出视频流信息通过另一路MIPI接口传输给处理器芯片，处理器芯片模块通过摄像头模块传输的视频信息可分析当前路面的盲道状况、路口红绿灯状况，并将分析结果通过音频输出接口传输到耳机端。

9.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述耳机为入耳式耳机，两个耳机分别对称设置在眼镜本体的镜腿上且耳机上带有录音放音功能。

10.根据权利要求1所述的一种盲人智能眼镜的控制系统，其特征在于，所述充电电池为可充电锂电池，内置于眼镜本体的镜腿内腔中；所述USB接口为Type-C型，能够与当前智能手机共用，能够用Type-C型USB适配器对充电电池。

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