CN207575417U - 多传感器协同辅助的智能导盲杖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述导盲杖包括超声波测距模块、红外测距模块、倾角测量模块、计算模块、判断模块、语音提示模块、震动模块、电源和导盲杖杖体，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块对应连接所述计算模块，所述计算模块对应连接所述判断模块，所述判断模块对应连接所述语音提示模块和所述震动模块。使用超声波测距和红外测距多方位测量，能够弥补普通导盲杖探测距离短，无法探测悬空物体的问题；导盲杖具有重量轻、体积小、携带方便优点，同时操作简单，经济实惠；具有语音提示和震动提示双重提示功能，有助于使用者在嘈杂环境中获知提示信息。

Description

多传感器协同辅助的智能导盲杖

技术领域

本实用新型涉及导盲杖，特别是多传感器协同辅助的智能导盲杖。

背景技术

据世界卫生组织估计全世界有盲人4000万到4500万，而患有低视力的人数是盲人的3倍以上，约为1.4亿人。盲人生活在黑暗当中，如何安全的行走是盲人生活中最迫切需要解决的基本问题之一。盲人在独自行走时主要依靠导盲装置，普通的拐杖是最简单常用的导盲装置，它可帮助盲人发现探测方向0.5米以内的障碍物，其缺点是不能发现较远一点的障碍物以及悬空的障碍物，不能及时感应距离较远或悬空的障碍物这对盲人来说是非常危险的。

目前市面上的功能较为齐全的导盲杖存在重量过重、携带不便、价格昂贵的问题，这对数量众多的盲人和视力低下者来说是一个需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可测量距离较远或悬空障碍物的重量轻、体积小、携带方便的的多传感器协同辅助的智能导盲杖。

本实用新型采用的技术方案如下：

多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述导盲杖包括超声波测距模块、红外测距模块、倾角测量模块、计算模块、判断模块、语音提示模块、震动模块、电源和导盲杖杖体，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块对应连接所述计算模块，所述计算模块对应连接所述判断模块，所述判断模块对应连接所述语音提示模块和所述震动模块。

进一步地，所述各模块集成于辅助装置内，所述辅助装置可拆卸嵌套在所述导盲杖杖体上。

进一步地，所述辅助装置嵌套在所述导盲杖杖体时，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块平行于所述导盲杖杖体。

进一步地，所述电源包括可充电电源和电池。

进一步地，所述导盲杖还设置有报警装置，当所述倾角测量装置测得的导盲杖与地面的夹角为0°时，所述报警装置报警。

进一步地，所述导盲杖还设置有报警模块，所述报警模块对应连接所述倾角测量模块，当所述倾角测量模块测得导盲杖与地面夹角为0°时，报警模块报警。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：使用超声波测距和红外测距多方位测量，能够弥补普通导盲杖探测距离短，无法探测悬空物体的问题；各模块集成于辅助装置中，辅助装置可拆卸嵌套在导盲杖杖体上，导盲杖重量轻、体积小、携带方便，操作简单，经济实惠；具有语音提示和震动提示双重提示功能，有助于使用者在嘈杂环境中获知提示信息。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的智能导盲杖辅助装置各模块的连接图；

图2为超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块的配合原理图；

其中，1-超声波测距模块、2-红外测距模块、3-倾角测量模块

图3为本实用新型实施例提供的嵌套有辅助装置的智能导盲杖结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述导盲杖包括超声波测距模块、红外测距模块、倾角测量模块、计算模块、判断模块、语音提示模块、震动模块、电源和导盲杖杖体，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块对应连接所述计算模块，所述计算模块对应连接所述判断模块，所述判断模块对应连接所述语音提示模块和所述震动模块。

所述超声波测距模块用于利用超声波测量障碍物与导盲杖使用者之间的距离，所述超声波测距模块包括控制电路、超声波发射器、超声波接收器和计时装置。所述控制电路输出高电平后，超声波发射器发射超声波，发射超声波的同时，计时装置开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物会立即返回，所述超声波接收器接收到反射波后，计时装置立即停止计时。通过不断检测超声波发射后遇到障碍物反射的回波，测出发射超声波和接收超声波之间的时间差，再结合超声波的速度计算得出障碍物距离超声波测距模块的距离。所述超声波测距模块不间断周期测量即可实现移动测量。

超射波测距具有探测量程大、不易受干扰的优点，但存在测量精度较差问题，适用于测量精度要求不高、测距范围大的障碍物测量，所述智能导盲杖的超声波测距模块用于测量前方障碍物距离导盲杖使用者之间的距离；红外测距具有测量精度高、传输稳定、反应速度快地优点，但存在探测量程小问题，适用于测量精度要求较高、测距范围小的障碍物测量，所述智能导盲杖的红外测距模块用于测量红外测距模块距地面的距离，进而判断地面是否有台阶或者坑洼。

所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块的配合原理如图2所示，所述超声波测距模块1测量的距离障碍物的测量距离为d₁，所述红外测距模块2测量的距离地面的测量距离为d₂,所述倾角测量模块3测量当前导盲杖与竖直方向的夹角α。将测得数据d₁、d₂、α发送给所述计算模块，所述计算模块计算前方障碍物距离所述超声波测距模块的实际距离，即前方障碍物距离导盲杖使用者的实际距离d’₁＝d₁cosα，所述计算模块计算地面距离所述红外测距模块的实际距离d’₂＝d₂cosα。可见，所述倾角测量模块通过测量导盲杖倾角来减小所述超声波测距模块和所述红外测距模块的测量误差。所述超声波测距模块能够弥补普通导盲杖探测距离短、无法探测悬空障碍物的缺陷，所述红外测距模块可为导盲杖使用者探测地面是否有台阶和坑洼，实现更全面地为导盲杖使用者排除危险情况。另外，所述超声波测距模块和红外测距模块经济实惠、操作简单，有效解决了导盲杖使用者的经济和技术负担。

所述计算模块将d’₁、d’₂值发送给判断模块，所述判断模块对应连接所述语音提示模块和震动模块，所述判断模块根据d’₁、d’₂判断是否需要进行语音提示和震动提示。作为本实用新型实施例，可设置前方障碍物距离导盲杖使用者距离在3m以上时，不进行语音提示和震动提示；前方障碍物距离导盲杖使用者距离为1.5-3m范围内时，进行语音提示，不进行震动提示；前方障碍物距离导盲杖使用者距离小于1.5m时，进行语音提示和震动提示。作为本实用新型实施例，可设置红外测距模块距离地面的竖直距离为50cm,当测量的红外测距模块距离地面的竖直距离在45-55cm范围内时，不进行语音提示和震动提示；当测量的红外测距模块距离地面的竖直距离＜45cm时，判断前方地面有坑洼，进行语音提示和震动提示；当测量的红外测距模块距离地面的实际距离＞55cm时，判断前方地面有台阶，进行语音提示和震动提示。语音提示和震动提示的双重提示功能设计，有助于使用者在嘈杂环境中获知提示信息。

如图3所示，所述智能导盲杖的各模块集成于辅助装置中，所述辅助装置可拆卸地嵌套在所述智能导盲杖杖体上，所述辅助装置嵌套在所述导盲杖杖体时，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块平行于所述导盲杖杖体。所述辅助装置的设计使得智能导盲杖具有重量轻、体积小、携带方便的优点。

优化地，所述智能导盲杖的电源包括可充电电源和电池，可选择外接电源充电或使用普通电池为导盲杖供电。

优化地，所述导盲杖还设置有报警模块，所述报警模块对应连接所述倾角测量模块，当所述倾角测量模块测得导盲杖与地面夹角为0°时，报警模块报警，报警方式包括蜂鸣、闪光等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述导盲杖包括超声波测距模块、红外测距模块、倾角测量模块、计算模块、判断模块、语音提示模块、震动模块、电源和导盲杖杖体，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块对应连接所述计算模块，所述计算模块对应连接所述判断模块，所述判断模块对应连接所述语音提示模块和所述震动模块。

2.根据权利要求1所述的多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述各模块集成于辅助装置内，所述辅助装置可拆卸嵌套在所述导盲杖杖体上。

3.根据权利要求2所述的多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述辅助装置嵌套在所述导盲杖杖体时，所述超声波测距模块、红外测距模块和倾角测量模块平行于所述导盲杖杖体。

4.根据权利要求1所述的多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述电源包括可充电电源和电池。

5.根据权利要求1所述的多传感器协同辅助的智能导盲杖，其特征在于，所述导盲杖还设置有报警模块，所述报警模块对应连接所述倾角测量模块，当所述倾角测量模块测得导盲杖与地面夹角为0°时，报警模块报警。