CN205598177U - 一种多功能导盲仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型具体涉及一种多功能导盲仪，包括：环形的弹性头围束带和两端皆连接在所述弹性头围束带上的弹性前颅副束带和弹性后颅副束带，其中，弹性前颅副束带上设置有单片机、及与所述单片机连接的至少三个红外测距探测器和至少三个超声波测距探测器；红外测距探测器与超声波测距探测器线性等距排列，其中，任一所述红外测距探测器与超声波测距探测器底部均设置有电机；所述弹性头围束带上均匀等距设置有多个振动器及为所述电机供电的电池，所述振动器与所述单片机的信号输出端连接。通过本实用新型的技术方案，既能实现依靠红外线测距导盲，又能实现依靠超声波测距导盲，同时，还可使用音视频辅助导盲，相比现有技术，可以提高导盲仪检测障碍物的灵敏度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种多功能导盲仪。
背景技术
目前，盲人引导主要依靠导盲棍和导盲犬。导盲棍在许多场合使用有诸多不便，对他人影响较大，探测也只有几个相对有限的点；导盲犬目前犬源匮乏，价格也相当高昂，培训、饲养也有诸多麻烦。因此，利用红外线或超声波测距导盲的仪器应运而生。
但红外线导盲仪对外界光线场合要求较高，在阳光下受干扰较大，反射物体的光波吸收特性对测距的影响也较大；超声波导盲仪测距发射角较大，精度低，且易受烟雾、灰尘、雨滴等的干扰，速度慢，在短时内测量距离有限。另外，现有技术中的导盲仪工作模式单一，不能满足盲人多方面的生活需求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能导盲仪，既能实现依靠红外线测距导盲，又能实现依靠超声波测距导盲。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种多功能导盲仪，包括：环形的弹性头围束带和两端皆连接在所述弹性头围束带上的弹性前颅副束带和弹性后颅副束带，其中，
所述弹性前颅副束带上设置有单片机、及与所述单片机连接的至少三个红外测距探测器和至少三个超声波测距探测器；所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器线性等距排列，其中，任一所述红外测距探测器与超声波 测距探测器底部均设置有电机，所述电机用于驱动所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器在不同角度的扇面往复扫描；
所述弹性头围束带上均匀等距设置有多个振动器及为所述电机供电的电池，所述振动器与所述单片机的信号输出端连接。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括：与所述单片机连接的三轴加速计，所述三轴加速计设置在所述弹性前颅副束带上。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括：与所述单片机连接的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头分别设置在靠近所述弹性前颅副束带中间位置的左右两侧；
所述单片机还用于根据所述第一摄像头和第二摄像头采集的障碍物视频图像及所述第一摄像头和第二摄像头之间的距离，计算出障碍物与所述第一摄像头和第二摄像头之间的距离，并根据所述距离的变化控制障碍物所在方向的振动器发出不同频率和强度的振动信号。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括：设置在所述弹性前颅副束带中间位置的180度广角摄像头，及固定在所述弹性头围束带下方，正对人眼位置的两个镜框，其中每个镜框内均匀等距地设置有六个全彩LED灯；
所述单片机的信号输入端还与所述180度广角摄像头连接，信号输出端还与所述全彩LED灯连接；所述180度广角摄像头将采集到的视频图像发送给所述单片机，所述单片机控制所述全彩LED灯的颜色。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括设置在所述弹性头围束带一侧，正对人右耳上方的语音通讯模块，所述语音通讯模块内置有麦克风和扬声器，其外表面上设置有带有盲文的功能按键。
优选地，所述180度广角摄像头还与所述语音通讯模块的信号输入端连接；所述语音通讯模块内置有存储卡，所述存储卡内预存有紧急联系人和后台服务中心的电话，所述语音通讯模块外表面上设置的功能按键包括寻求帮助键；
所述语音通讯模块用于在接收到用户按下寻求帮助键的触发信息后，将所述180度广角摄像头采集的视频图像发送给预存的紧急联系人和后台服务中心，并与所述紧急联系人和后台服务中心建立语音通话；还用于在接收到一智能终端发送的无线信号后，延迟预设时间后开启所述180度广角摄像头，并与当前用户建立语音通话；其中，所述智能终端设置在外部移动设备中，与所述语音通讯模块无线连接。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括设置在所述弹性头围束带一侧，正对人左耳上方的导航定位仪和三轴电子罗盘，其中，所述三轴电子罗盘与所述单片机的信号输入端连接；所述导航定位仪内置有扬声器，其外表面上设置有导航定位语音播报按键。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括设置在所述弹性后颅副束带上的调频收音机和带有SD存储卡的音乐播放器。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括设置在所述弹性头围束带上的热释电红外线传感器、非接触式温度传感器和蜂鸣器，所述热释电红外线传感器、非接触式温度传感器皆与所述单片机的信号输入端连接，所述蜂鸣器与所述单片机的信号输出端连接。
优选地，所述多功能导盲仪，还包括设置在所述弹性后颅副束带上的带有语音报时按钮的时钟。
本实用新型采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
由于同时具有红外测距探测器和超声波测距探测器，既能实现依靠红外线测距导盲，又能实现依靠超声波测距导盲，相比现有技术，可以提高导盲仪检测障碍物的灵敏度。同时，还能利用第一摄像头和第二摄像头辅助测量导盲仪和障碍物之间的距离，利用语音通讯模块和广角摄像头为用户提供视频语音辅助导盲服务。
附图说明
图1A为本实用新型一实施例提供的一种多功能导盲仪中弹性束带的前 视图；
图1B为图1A所示的一种多功能导盲仪中弹性束带的侧视图；
图2为本实用新型一实施例提供的图1A和图1B所示的一种多功能导盲仪的弹性束带上所设置的电路的原理图；
图3为本实用新型另一实施例提供的图1A和图1B所示的一种多功能导盲仪的弹性束带上所设置的电路的原理图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。本实施例提供一种多功能导盲仪，包括：环形的弹性头围束带和两端皆连接在所述弹性头围束带上的弹性前颅副束带和弹性后颅副束带，其中，
所述弹性前颅副束带上设置有单片机、及与所述单片机连接的至少三个红外测距探测器和至少三个超声波测距探测器；所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器线性等距排列，其中，任一所述红外测距探测器与超声波测距探测器底部均设置有电机，所述电机用于驱动所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器在不同角度的扇面往复扫描；
所述弹性头围束带上均匀等距设置有多个振动器及为所述电机供电的电池，所述振动器与所述单片机的信号输出端连接。
由上述技术方案可知，本实用新型提供的这种多功能导盲仪，由于同时具有红外测距探测器和超声波测距探测器，既能实现依靠红外线测距导盲，又能实现依靠超声波测距导盲，相比现有技术，可以提高导盲仪检测障碍物的灵敏度。
图1A为本实用新型一实施例提供的一种多功能导盲仪中弹性束带的前视图，图1B为图1A所示的一种多功能导盲仪中弹性束带的侧视图，参见图1A和图1B，所述弹性束带包括：弹性头围束带1、弹性前颅副束带2和弹性后颅副束带3。弹性前颅副束带2和弹性后颅副束带3两端皆连接在弹性头围束带1上，弹性头围束带1上均匀等距设置有多个振动器4及电池5。
可以理解的是，弹性前颅副束带和弹性后颅副束带设置在弹性头围束带上，可以用来减轻、分散重量，使压力不会过度集中，束带使用透气化纤材料减轻长期佩戴不适感。另外，电池放在耳后颅骨自然斜面，左右各一块，这个位置不易碰触不易遭重击，散热也相对较好。
图2为本实用新型一实施例提供的图1A和图1B所示的一种多功能导盲仪的弹性束带上所设置的电路的原理图，参见图2，所述电路包括：单片机6及与所述单片机6连接的三个红外测距探测器7和三个超声波测距探测器8；所述红外测距探测器7与所述超声波测距探测器8线性等距排列，其中，任一所述红外测距探测器7与超声波测距探测器8底部均设置有电机9，所述电机9用于驱动所述红外测距探测器7与所述超声波测距探测器8在不同角度的扇面往复扫描；电池5为电机9供电。
单片机6的信号输出端与六个振动器10连接，用于根据红外测距探测器7与超声波测距探测器8的输出信号计算出所述红外测距探测器和所述超声波测距探测器与障碍物之间的距离及障碍物所在的方位，并根据距离障碍物的远近，向障碍物所在方位的振动器10发出不同频率和强度的电信号，控制振动器10振动。
优选地，每个红外测距探测器7在正前方30度的扇面内往复扫描，每个超声波测距探测器8在正前方30度的扇面内往复扫描，即三个红外测距探测器7可以探测正前方180度的区域范围，三个超声波测距探测器8也可以探测正前方180度的区域范围。只要任一红外测距探测器7或任一超声测距探测器8探测到障碍物，单片机6即向障碍物所在方位的振动器10发出振动信号。导盲仪佩带者根据感受到的振动频率和方位来感知、判断障碍物的大小和位置。
图3为本实用新型另一实施例提供的图1A和图1B所示的一种多功能导盲仪的弹性束带上所设置的电路的原理图，参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：与所述单片机6连接的三轴加速计11，所述三轴加速计11设置 在所述弹性前颅副束带2上。
首次使用导盲仪时，先选择一块四周4m范围内无凸起或凹陷或其他障碍物的平地，再佩戴好仪器，进行位置校正。导盲仪将当前状态记录为初始状态，以后计算障碍物距离均以此作为参照。为避免由于使用者自身晃动、行走或佩戴位置不正确带来的导盲仪初始状态变化，增设三轴加速计，单片机经过计算能够自动校正，找回水平位置。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：与所述单片机6连接的第一摄像头12和第二摄像头13，所述第一摄像头12和第二摄像头13分别设置在靠近所述弹性前颅副束带2中间位置的左右两侧；
所述单片机6还用于根据所述第一摄像头12和第二摄像头13采集的障碍物视频图像及所述第一摄像头12和第二摄像头13之间的距离，计算出障碍物与所述第一摄像头12和第二摄像头13之间的距离，并根据所述距离的变化控制障碍物所在方向的振动器发出不同频率和强度的振动信号。
需要说明的是，由于利用间隔预设距离的两台摄像头采集的视频图像计算障碍物和摄像头之间的距离是现有技术，故在此对其工作原理不再赘述。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性前颅副束带2中间位置的180度广角摄像头14，及固定在所述弹性头围束带1下方，正对人眼位置的两个镜框，其中每个镜框内均匀等距地设置有六个全彩LED灯15；
所述单片机6的信号输入端还与所述180度广角摄像头14连接，信号输出端还与所述全彩LED灯15连接；所述单片机6还用于根据光线强弱，将所述180度广角摄像头14采集的视频图像分割为与所述全彩LED灯15对应的六块区域，并按每块区域的主色调控制该区域所对应的全彩LED灯15的颜色。
这项功能主要针对部分失明人士，这部分人士还有光感，能够感知一定强度的光线和色彩，增强显示光线色彩能够使这部分人士有更好的方位感。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性头围束带1一侧，正对人右耳上方的语音通讯模块16，所述语音通讯模块16内置有麦克风和扬声器，其外表面上设置有带有盲文的功能按键。
参见图3，优选地，所述180度广角摄像头14还与所述语音通讯模块16的信号输入端连接；所述语音通讯模块16内置有存储卡，所述存储卡内预存有紧急联系人电话，所述语音通讯模块16外表面上设置的功能按键包括寻求帮助键；
所述语音通讯模块16用于在接收到用户按下寻求帮助键的触发信息后，将所述180度广角摄像头14采集的视频图像发送给预存的紧急联系人，并与所述紧急联系人建立语音通话；还用于在接收到一智能终端发送的无线信号后，延迟预设时间后开启所述180度广角摄像头14，并与当前用户建立语音通话；其中，所述智能终端设置在外部移动设备中，与所述语音通讯模块16无线连接。
其中，所述预设时间可以根据用户需要自行设置，比如3秒。
需要说明的是，语音通讯模块中的存储卡除了预存有紧急联系人电话，还预存有后台服务中心的电话，当用户按下寻求帮助键后，如果在预设时间内(比如10分钟)未能与紧急联系人建立语音通话，语音通讯模块自动与后台服务中心取得联系，由后台服务中心指定志愿者或服务人员为多功能导盲仪的用户提供导盲服务。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性头围束带1一侧，正对人左耳上方的导航定位仪(附图中未示出)和三轴电子罗盘17，其中，所述三轴电子罗盘与17所述单片机6的信号输入端连接；所述导航定位仪内置有扬声器，其外表面上设置有导航定位语音播报按键。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性后颅副束带3上的调频收音机(附图中未示出)和带有SD存储卡的音乐播放器(附图中未示出)。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性头围束带1上的热释电红外线传感器18、非接触式温度传感器19和蜂鸣器20，所述热释电红外线传感器18、非接触式温度传感器19皆与所述单片机6的信号输入端连接，所述蜂鸣器20与所述单片机6的信号输出端连接。
正常生物体会释放出红外线，例如人体会释放出9μm左右波长的红外线，导盲仪装有红外热释电感应元件，能够感知一定范围内的生物活动。当有人体进入到热式电感应感知区域时就会触发蜂鸣器20发出警报，提醒注意有人接近。
视障人群对于冷热没有视觉上的预见性，最常见的是烫伤，导盲仪增加了非接触式温度感知功能，能够在一定距离范围内感知冷热，提醒使用者注意，能有效防止意外发生。
参见图3，优选地，所述多功能导盲仪还包括：设置在所述弹性后颅副束带3上的带有语音报时按钮的时钟(附图中未示出)。
综上，本实用新型提供的这种多功能导盲仪，由于同时具有红外测距探测器和超声波测距探测器，既能实现依靠红外线测距导盲，又能实现依靠超声波测距导盲，相比现有技术，可以提高导盲仪检测障碍物的灵敏度。同时，多种导盲手段(例如利用第一摄像头和第二摄像头辅助测量导盲仪和障碍物之间的距离，利用语音通讯模块和广角摄像头为用户提供视频语音辅助导盲服务)的综合运用弥补了各自的缺陷和不足，带来了良好的用户体验。
为了让使用者获得良好舒适的使用体验，导盲仪主要部分并不是直接贴合头面部使用，而是通过穿、扣的形式挂在束带上，由多条束带套在头顶，导盲仪主要重量由头顶分担，减轻鼻梁和双耳的压力。
另外，本实用新型还充分考虑到视力障碍者生活中的实际需求，对出行、娱乐、急救、安全等诸多方面都有较好的设计，功能切合实际，操作简单，使用便捷。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下 都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
Claims (10)
1.一种多功能导盲仪，其特征在于，包括：环形的弹性头围束带和两端皆连接在所述弹性头围束带上的弹性前颅副束带和弹性后颅副束带，其中，
所述弹性前颅副束带上设置有单片机、及与所述单片机连接的至少三个红外测距探测器和至少三个超声波测距探测器；所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器线性等距排列，其中，任一所述红外测距探测器与超声波测距探测器底部均设置有电机，所述电机用于驱动所述红外测距探测器与所述超声波测距探测器在不同角度的扇面往复扫描；
所述弹性头围束带上均匀等距设置有多个振动器及为所述电机供电的电池，所述振动器与所述单片机的信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括：与所述单片机连接的三轴加速计，所述三轴加速计设置在所述弹性前颅副束带上。
3.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括：与所述单片机连接的第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和第二摄像头分别设置在靠近所述弹性前颅副束带中间位置的左右两侧；
所述单片机还用于根据所述第一摄像头和第二摄像头采集的障碍物视频图像及所述第一摄像头和第二摄像头之间的距离，计算出障碍物与所述第一摄像头和第二摄像头之间的距离，并根据所述距离的变化控制障碍物所在方向的振动器发出不同频率和强度的振动信号。
4.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括：设置在所述弹性前颅副束带中间位置的180度广角摄像头，及固定在所述弹性头围束带下方，正对人眼位置的两个镜框，其中每个镜框内均匀等距地设置有六个全彩LED灯；
所述单片机的信号输入端还与所述180度广角摄像头连接，信号输出端还与所述全彩LED灯连接；所述180度广角摄像头将采集到的视频图像发送给所述单片机，所述单片机控制所述全彩LED灯的颜色。
5.根据权利要求4所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括设置在所述弹性头围束带一侧，正对人右耳上方的语音通讯模块，所述语音通讯模块内置有麦克风和扬声器，其外表面上设置有带有盲文的功能按键。
6.根据权利要求5所述的多功能导盲仪，其特征在于，所述180度广角摄像头还与所述语音通讯模块的信号输入端连接；所述语音通讯模块内置有存储卡，所述存储卡内预存有紧急联系人和后台服务中心的电话，所述语音通讯模块外表面上设置的功能按键包括寻求帮助键；
所述语音通讯模块用于在接收到用户按下寻求帮助键的触发信息后，将所述180度广角摄像头采集的视频图像发送给预存的紧急联系人和后台服务中心，并与所述紧急联系人和后台服务中心建立语音通话；还用于在接收到一智能终端发送的无线信号后，延迟预设时间后开启所述180度广角摄像头，并与当前用户建立语音通话；其中，所述智能终端设置在外部移动设备中，与所述语音通讯模块无线连接。
7.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括设置在所述弹性头围束带一侧，正对人左耳上方的导航定位仪和三轴电子罗盘，其中，所述三轴电子罗盘与所述单片机的信号输入端连接；所述导航定位仪内置有扬声器，其外表面上设置有导航定位语音播报按键。
8.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括设置在所述弹性后颅副束带上的调频收音机和带有SD存储卡的音乐播放器。
9.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括设置在所述弹性头围束带上的热释电红外线传感器、非接触式温度传感器和蜂鸣器，所述热释电红外线传感器、非接触式温度传感器皆与所述单片机的信号输入端连接，所述蜂鸣器与所述单片机的信号输出端连接。
10.根据权利要求1所述的多功能导盲仪，其特征在于，还包括设置在所述弹性后颅副束带上的带有语音报时按钮的时钟。
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