CN201885721U - 一种凸点触摸式盲人导航仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸点触摸式盲人导航仪，包括主控模块、超声波测距模块、凸点触摸屏模块和GPS定位模块，所述的主控模块分别与超声波测距模块和GPS定位模块通信连接，所述的凸点触摸屏的控制端连接至主控模块的输出端。本实用新型利用GPS装置来确定行走的基本路线和方向，并提示道路中的一些固定的障碍，同时在行走时不停地向前方发射超声波，并分析反射回来的超声波，以判断有无障碍物在前方，并将实时信息通过凸点触摸屏以凸点式盲文的形式传递给使用者，有效地确保了盲人出行时行走路线的正确，并能提示盲人避开路上的障碍物，本实用新型结构简单，工作稳定可靠，成本低廉，适合大范围的推广使用。

Description

一种凸点触摸式盲人导航仪

技术领域

本实用新型涉及一种凸点触摸式盲人导航仪。

背景技术

盲人作为社会上一个特殊群体，在日常生活中有很多的不便。特别是如何在出行时安全行走，是盲人独立生活的最大障碍。尽管目前社会为盲人出行方便而提供了盲道等导盲设施，但仍不能确保盲人出行的安全，盲人出行仍需要配合一定的辅助方法。

而传统导盲方法有很多局限性。例如，由一只导盲犬携伴出行，但训练一只导盲犬需要付出很多的人力和物力，且犬类的寿命有限，除去训练年限后，能为盲人正常可靠的导盲年限则更加有限，无法有效地为盲人提供长时间的服务。现在市场上也出现了一种语音导盲系统，但这种系统系统较为复杂，导致其购价昂贵，并不便于进行大范围的普及。

实用新型内容

为了解决现有导盲方法使用不便或者价格昂贵的技术问题，本实用新型提供一种能够稳定有效地为盲人提供长期的导盲服务，且造价低廉、工作稳定可靠、成本较低的凸点触摸式盲人导航仪。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案是，一种凸点触摸式盲人导航仪，其包括主控模块、超声波测距模块、凸点触摸屏模块和GPS定位模块，所述的主控模块分别与超声波测距模块和GPS定位模块通信连接，所述的凸点触摸屏的控制端连接至主控模块的输出端。

上述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其所述的主控模块包括中央处理器、A/D转换电路、输入接口和输出接口，所述的A/D转换电路的输出端连接至中央处理器的输入端，A/D转换电路的输入端连接至输入接口的输出端，所述输出接口的输入端连接至中央处理器的输出端。

上述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其所述的超声波测距模块包括超声波发生器和超声波接受器，所述的超声波发生器包括控制电路、二超声波发生器电极、二超声波发生器压电晶片和一超声波发生器共振板，所述的二超声波发生器压电晶片和超声波发生器共振板依次由下而上层叠设置，两个超声波发生器电极分别连接至两个超声波 发生器压电晶片，所述的控制电路的控制端连接至主控模块的输出端，控制电路的输出端分别连接至两个超声波发生器电极，所述的超声波接收器包括信号接收电路、二超声波接收器压电晶片、二超声波接收器电极和一超声波接收器共振板，所述的二超声波接收器压电晶片和超声波接收器共振板依次由下而上层叠设置，两个超声波发生器电极分别连接至两个超声波发生器压电晶片，所述的信号接收电路的输入端连接至二超声波接收器电极，信号接收电路的输出端连接至主控模块的输入端。

上述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其所述的凸点触摸屏模块包括一具有永磁性的底座、多个可改变磁极性的电磁线圈和橡胶膜，所述的底座上设有与电磁线圈的数量相同，且直径比电磁线圈直径略大的凹槽，所述的电磁线圈置于底座的凹槽中，所述的橡胶膜覆盖于整个底座上。

本实用新型的技术效果在于，本实用新型利用GPS装置来确定行走的基本路线和方向，并提示道路中的一些固定的障碍，同时在行走时不停地向前方发射超声波，并分析反射回来的超声波，以判断有无障碍物在前方，并将实时信息通过凸点触摸屏以凸点式盲文的形式传递给使用者，有效地确保了盲人出行时行走路线的正确，并能提示盲人避开路上的障碍物，本实用新型结构简单，工作稳定可靠，成本低廉，适合大范围的推广使用。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型超声波发生器内部结构示意图；

图3为本实用新型凸点式触摸屏的结构示意图；

图4为本实用新型主控模块的结构示意图。

其中1为超声波发生器共振板，2为超声波发生器压电晶片，3为超声波发生器电极，4为底座、5为电磁线圈、6为橡胶膜。

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括主控模块、超声波测距模块、凸点触摸屏模块和GPS定位模块，工作时，通过GPS模块定位用户地理位置，基于ARM处理器的主控模块对GPS信号处理；将信号的计算结果与数据库中的数字地图数据进行对比，同时使用超声探测器监视前方道路障碍物，并将结果显示在凸点阵列触摸屏上，具体如下：

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置来为用户导航。该设备由该原理设计制造了高精度GPS信号接收模块实时接收GPS定位信号，并通过准确、快速定位算法在ARM处理器上对数据进行解算，并将解算结果与已安装在该设备数据库中的数字地图进行匹配，确定用户所在地理位置。

超声波的测距原理是根据发射的超声波在传播过程中遇到障碍物会发生反射，再通过发射和接收的超声之间时间差来进行距离测算的，其测距公式为S＝(V×Δt)/2，其中S为被测距离，V为超声波在空气中的传播速度，Δt为发射和接收回波的时间差。本实用新型的超声波测距装置包括超声波发生器和超声波接受器。超声波发生器内部结构包括两个超声波发生器压电晶片2、两个超声波发生器电极3和一个超声波发生器共振板1。通过控制电路，将它的两极外加频率等于压电晶片的固有振荡频率的脉冲信号，超声波发生器压电晶片2将会发生共振，并带动超声波发生器共振板1振动，产生超声波。超声波接收器内部构造和发生器相同，当共振板接收到超声波本时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，并将此电信号通过信号接收电路传送至主控模块，主控模块的AD转换装置接收模拟电信号，将其转换为数字信号传入到ARM处理器中，再通过准确的校正算法得到物体距离。针对超声波测距，只能探知距离，却无法确定确切方向，本仪器采用扇形扫描方法，通过收发传感器异体的方式，使用步进电机带动超声传感器，在多个角度上进行测距。结合测取的距离信息和扫描角度，就可以较为精确地判断障碍物的方位。

参见图3，主控模块基于ARM处理器，周围兼有AD转换电路，两个32兆SDRAM芯片，其型号为：HY57V561620，用作变量数据缓冲，增加程序访问的速度，提高系统性能，64兆NAND FLASH储存芯片的型号为：K9F1208，用于存放程序和数据，JTAG接口电路用于程序仿真、烧写)，以及其它三部分的接口电路。本系统采用linux作为设备的操作系统平台，在其上基础上建立高精度的城市道路空间数据库，用于匹配GPS模块接收到的信号。同时控制超声信号的发生和处理接收到的超声反射信号，并控制将处理结果输出到电磁凸点式触摸屏上。

参见图4，凸点式触摸屏由一个带有100x100个点阵凹槽的N极基底，由电磁线圈构成的100x100凸点阵列，橡胶膜组成。当无控制信号传 入时，电磁线圈中充电使其底部呈S极时，被基底的N极吸引至凹槽中，从而使表面呈现平面状态；当有来自处理器的控制信号传入时，电磁线圈中充电使其底部呈N极时，被基底的N极排斥漂浮出凹槽中，从而使表面呈现凸起状态，从而以不同的凸起显示盲文信息。

Claims (4)

1.一种凸点触摸式盲人导航仪，其特征在于，包括主控模块、超声波测距模块、凸点触摸屏模块和GPS定位模块，所述的主控模块分别与超声波测距模块和GPS定位模块通信连接，所述的凸点触摸屏的控制端连接至主控模块的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其特征在于，所述的主控模块包括中央处理器、A/D转换电路、输入接口和输出接口，所述的A/D转换电路的输出端连接至中央处理器的输入端，A/D转换电路的输入端连接至输入接口的输出端，所述输出接口的输入端连接至中央处理器的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其特征在于，所述的超声波测距模块包括超声波发生器和超声波接受器，所述的超声波发生器包括控制电路、二超声波发生器电极(3)、二超声波发生器压电晶片(2)和一超声波发生器共振板(1)，所述的二超声波发生器压电晶片(2)和超声波发生器共振板(1)依次由下而上层叠设置，两个超声波发生器电极(3)分别连接至两个超声波发生器压电晶片(2)，所述的控制电路的控制端连接至主控模块的输出端，控制电路的输出端分别连接至两个超声波发生器电极(3)，所述的超声波接收器包括信号接收电路、二超声波接收器压电晶片、二超声波接收器电极和一超声波接收器共振板，所述的二超声波接收器压电晶片和超声波接收器共振板依次由下而上层叠设置，两个超声波发生器电极分别连接至两个超声波发生器压电晶片，所述的信号接收电路的输入端连接至二超声波接收器电极，信号接收电路的输出端连接至主控模块的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种凸点触摸式盲人导航仪，其特征在于，所述的凸点触摸屏模块包括一具有永磁性的底座(4)、多个可改变磁极性的电磁线圈(5)和橡胶膜(6)，所述的底座上设有与电磁线圈(5)的数量相同，且直径比电磁线圈(5)直径略大的凹槽，所述的电磁线圈(5)置于底座(4)的凹槽中，所述的橡胶膜(6)覆盖于整个底座(4)上。

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