CN205459716U - 一种基于超声波测距的智能导盲系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于超声波测距的智能导盲系统，包括控制器，控制器上连接有超声波传感器、红外测距传感器、GPS模块、电子罗盘、探测按键和语音提示模块，超声波传感器用于检测正前方和空中障碍物，红外测距传感器用于检测路面上的低矮障碍物，GPS模块用于定位导盲杖所在位置，电子罗盘导向盲人行走方向。本实用新型采用距离传感器测定正前方、空中或者低矮障碍物，并将障碍物信号传递到控制器，控制器根据GPS模块和电子罗盘的地理位置信息和导向信息控制语音提示模块有障碍物和行走方向，实现了盲人在无需专人陪伴的情况下，独立外出行走，GPS精确定位，本实用新型还具有智能化、功能强大、性能可靠、携带方便、操作简单等特点。

Description

一种基于超声波测距的智能导盲系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于超声波测距的智能导盲系统。

背景技术

根据最新研究报告，中国每年新增盲人大约45万，预计到2020年我国视力残疾人数将为目前的4倍，达5000余万。由于生理上的缺陷，盲人在生活、工作等方面有着诸多不便。因此，将现今技术用于盲人导航是十分必要的。

在一个现代化的城市中,导盲系统是一个城市保障体系的重要组成部分。传统的导盲手段有手杖、导盲犬。手杖导盲简单、方便、成本低,但可靠性不高,容易忽略一些障碍物；导盲犬成本高且使用不方便。导盲机器人只能在平坦路面使用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于超声波测距的智能导盲系统，可高精密定位，自助导航行走，使用方便，成本低，以解决技术现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为： 一种基于超声波测距的智能导盲系统，包括控制器，所述控制器上连接有超声波传感器、红外测距传感器、GPS模块、电子罗盘、探测按键和语音提示模块，所述超声波传感器用于检测正前方和空中障碍物，所述红外测距传感器用于检测路面上的低矮障碍物，所述GPS模块用于定位导盲杖所在位置，所述电子罗盘导向盲人行走方向。

优选的，上述控制器还连接GSM模块和紧急求助按键，所述GSM模块用于发送位置信息到手机，设置GSM模块和紧急求助按键，当盲人遇到紧急情况时，通过触发杖体上的紧急求助按钮，系统自动将求助信息发送到指定的手机和数据中心，手机号码和短信求助内容可以通过附带的上位机设置软件来设置，并通过RS232通信口将设置的参数传输给控制器中，短信发送成功后系统将会语音提示求助信息已发送完毕。

优选的，上述控制器还连接有振动提示模块，所述振动提示模块还连接有变频器，通过振动提示模块，避免在环境嘈杂情况下语音信息不能清晰地传递给盲人，设置变频器可以提醒前方障碍物的远近。

优选的，上述振动提示模块采用电子振动器，电子振动器设计简单，方便安装，振动灵敏。

优选的，上述语音提示模块采用喇叭作为语音播放器。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用距离传感器测定正前方、空中或者低矮障碍物，并将障碍物信号传递到控制器，控制器根据GPS模块和电子罗盘的地理位置信息和导向信息控制语音提示模块有障碍物和行走方向，实现了盲人在无需专人陪伴的情况下，独立外出行走，GPS精确定位，本实用新型还具有智能化、功能强大、性能可靠、携带方便、操作简单等特点。超声波具有方向性强、能量易于集中、传播距离较远及对障碍物定位精确等特点，其产品具有体积相对较小、方便携带、价格低廉等优点。因此采用超声波测距及语音播报实现盲人导航，具有一定的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型的控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种基于超声波测距的智能导盲系统，包括控制器，所述控制器上连接有超声波传感器、红外测距传感器、GPS模块、电子罗盘、探测按键和语音提示模块，所述超声波传感器用于检测正前方和空中障碍物，所述红外测距传感器用于检测路面上的低矮障碍物，所述GPS模块用于定位导盲杖所在位置，所述电子罗盘导向盲人行走方向，控制器采用ATmega64。

优选的，上述控制器还连接GSM模块和紧急求助按键，所述GSM模块用于发送位置信息到手机，设置GSM模块和紧急求助按键，当盲人遇到紧急情况时，通过触发杖体上的紧急求助按钮，系统自动将求助信息发送到指定的手机和数据中心，手机号码和短信求助内容可以通过附带的上位机设置软件来设置，并通过RS232通信口将设置的参数传输给控制器中，短信发送成功后系统将会语音提示求助信息已发送完毕。

优选的，上述控制器还连接有振动提示模块，所述振动提示模块还连接有变频器，通过振动提示模块，避免在环境嘈杂情况下语音信息不能清晰地传递给盲人，设置变频器可以提醒前方障碍物的远近。

优选的，上述振动提示模块采用电子振动器，电子振动器设计简单，方便安装，振动灵敏。

优选的，上述语音提示模块采用喇叭作为语音播放器。

测距模块由超声波传感器和红外测距传感器组成，其中采用超声波传感器检测正前方和空中障碍物，采用红外测距传感器检测路面上的低矮障碍物。

红外测距传感器采用的是日本Sharp公司生产的GP2Y0A02YK红外传感器，输出信号为电压信号，其原理是三角测量原理，红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束会反射回来，反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值，利用三角关系，在已知偏移距L，中心距X，以及滤镜焦距f的情况下，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了，计算公式为。

GSM是全球移动通讯系统的简称。本系统选用SIM300C模块实现短信收发功能，利用GSM短信功能来实现远程求助，具体实现过程是：当盲人遇到紧急情况时，通过触发杖体上的紧急求助按钮，系统自动将求助信息发送到指定的手机和数据中心.手机号码和短信求助内容可以通过附带的上位机设置软件来设置，并通过控制器连接的RS232通信口将设置信息传输给控制器。短信发送成功后系统将会语音提示求助信息已发送完毕。

GPS模块运用目前比较完善的GPS技术，GPS接受模块接受地理位置信息，并通过单片机来处理接受到的数据，提取经纬度等信息，然后通过语音提示报告给盲人，从而实现跟踪定位功能。

电子罗盘对盲人的运行方向进行实时测量，单片机以及外围扩展的按照一定的时间间隔来记录盲人的运行方位，从而实现盲人行走轨道的存储记忆功能。电子罗盘连接的电路包括自身组成的信号采集单元、盲人行走方向的检测单元、以单片机为处理器的方位确定以及的存储单元。信号采集单元负责输出电子罗盘确定的方向角，从而确定盲人的运行方位，控制器和用来存储行走轨迹以及电子罗盘所确定的方向。

语音提示模块主要用来播报障碍信息、目的名称以及行走的方向信息。ISD系列工作电压3V，音质好，适用于移动电话机其它便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术，内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频播放器，自动静噪及高密度多电平闪烁存储陈列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作命令可通过串行通信接口送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存储在片内闪烁存贮器中。可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于超声波测距的智能导盲系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器上连接有超声波传感器、红外测距传感器、GPS模块、电子罗盘、探测按键和语音提示模块，所述超声波传感器用于检测正前方和空中障碍物，所述红外测距传感器用于检测路面上的低矮障碍物，所述GPS模块用于定位导盲杖所在位置，所述电子罗盘导向盲人行走方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能导盲系统，其特征在于：所述控制器还连接GSM模块和紧急求助按键，所述GSM模块用于发送位置信息到手机。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能导盲系统，其特征在于：所述控制器还连接有振动提示模块，所述振动提示模块还连接有变频器。

4.根据权利要求3所述的一种基于超声波测距的智能导盲系统，其特征在于：所述振动提示模块采用电子振动器。

5.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能导盲系统，其特征在于：所述语音提示模块采用喇叭。