CN209734484U

CN209734484U - 一种智能导盲装置

Info

Publication number: CN209734484U
Application number: CN201920084511.4U
Authority: CN
Inventors: 于大海; 朱娟
Original assignee: Changchun Guanghua University
Current assignee: Jilin Qingshuiyuan Technology Co ltd
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2019-12-06
Anticipated expiration: 2029-01-18

Abstract

本实用新型属于视物联网技术领域，公开了一种智能导盲装置；设置有控制器箱体；控制器箱体正面嵌装有显示屏，控制器箱体内部通过螺栓固定有数据处理器、蓄电池、无线信号发射器、GPS定位器；无线信号发射器、GPS定位器通过电信号与数据处理器连接；无线信号发射器通过无线信号与DSP平台连接。本实用新型通过无线信号发射器、GPS定位器通过电信号与数据处理器连接，可以加强盲人与亲友的联系，保障盲人安全。本实用新型通过设置有CCD相机，可以能够有效识别主要的交通标志，能满足盲人的实际需求；通过设置扬声器、麦克风，会接收语音信息给盲人，提稿相互交流的能力，提高盲人的安全性。

Description

一种智能导盲装置

技术领域

本实用新型属于视物联网技术领域，尤其涉及一种智能导盲装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

根据世界卫生组织(WHO)2010年的统计，世界上有视力障碍的总人数估计为2.85亿。3900万人完全失明。虽然中国的人口最多，但盲人的数量也是最多的。中国大约有500万盲人，由于生理缺陷和日益复杂的生活环境，给盲人的生活带来了很多不便。鉴于盲人的不便，导盲犬和导盲棒逐渐成为盲人出行的工具。但导盲犬不易训练，且成本较高，因此盲导盲棒的检测范围有限。

现有的交互式导引机器人由触觉装置和人机交互系统组成，通过触觉系统对二维信息进行分析，将信息传递给用户。但是机器人只能检测周围的障碍物，不能有效识别主要的交通标志。现有基于嵌入式技术识别障碍物和交通标志的导向机器人不会接收语音信息给盲人，这给盲人带来了很多不便。现有交互式导引机器人，通过传感器检测外部环境，并以声音的形式传递给盲人。但交通标志机器人识别效果较差，不能满足盲人的实际需求。现有的履带式引导机器人，使用超声波传感器跟踪预设的黑色地面轨迹，避免障碍物。但它不能在非黑环境下工作。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有机器人由于不能随时的将位置和行走状况发送给亲朋好友，导致亲朋好友对使用者非常担心。

(2)现有机器人只能检测周围的障碍物，不能有效识别主要的交通标志；不能满足盲人的实际需求。

(3)现有基于嵌入式技术识别障碍物和交通标志的导向机器人不会接收语音信息给盲人；

(4)现有的履带式引导机器人，不能在黑暗环境下工作。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种智能导盲装置。

本实用新型是这样实现的，一种智能导盲装置设置有：

控制器箱体；

控制器箱体正面嵌装有显示屏，控制器箱体内部通过螺栓固定有数据处理器、蓄电池、无线信号发射器、GPS定位器；

无线信号发射器、GPS定位器通过电信号与数据处理器连接；无线信号发射器通过无线信号与DSP平台连接；

数据处理器、无线信号发射器、GPS定位器通过导线与蓄电池连接；

本实用新型通过无线信号发射器、GPS定位器通过电信号与数据处理器连接，可以加强盲人与亲友的联系，保障盲人安全。

进一步，所述控制器箱体上端通过转座与机器头部连接，机器头部嵌装有CCD相机、扬声器、麦克风；

CCD相机、扬声器、麦克风通过电信号与数据处理器连接；

本实用新型通过设置有CCD相机，可以能够有效识别主要的交通标志，能满足盲人的实际需求；通过设置扬声器、麦克风，会接收语音信息给盲人，提稿相互交流的能力，提高盲人的安全性。

进一步，所述控制器箱体下端嵌装有LED灯，LED灯通过导线与蓄电池连接；

本实用新型通过设置有LED灯，照亮前方的交通标示或者路况，可以方便CCD相机获取信息。

进一步，所述控制器箱体背面通过铰链与太阳能电池板，太阳能电池板通过导线与蓄电池连接；伸缩杆连接，太阳能电池板通过铰链与伸缩杆连接；

本实用新型通过设置有太阳能电池板，可以将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，达到节约电能的目的，同时增加使用的时间。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的智能导盲装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的控制器箱体结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的太阳能电池板和伸缩杆结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的数据处理器与无线信号发射器连接电路图。

图中：1、CCD相机；2、扬声器；3、控制器箱体；4、履带；5、麦克风；6、机械臂；7、LED灯；8、显示屏；9、数据处理器；10、蓄电池；11、无线信号发射器；12、GPS定位器；13、太阳能电池板；14、伸缩杆。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供的智能导盲装置包括：CCD相机1、扬声器2、控制器箱体3、履带4、麦克风5、机械臂6、LED灯7、显示屏8、数据处理器9、蓄电池10、无线信号发射器11、GPS定位器12、太阳能电池板13、伸缩杆14。

控制器箱体3下端通过转座与履带行走装置4，履带行走装置4内部设置有电机。

控制器箱体3正面嵌装有显示屏8，控制器箱体3内部通过螺栓固定有数据处理器9、蓄电池10、无线信号发射器11、GPS定位器12。

控制器箱体3下端嵌装有LED灯7。

控制器箱体3背面通过铰链与太阳能电池板13和伸缩杆14连接，太阳能电池板13通过铰链与伸缩杆14连接。

控制器箱体3上端通过转座与机器头部连接，机器头部嵌装有CCD相机1、扬声器2、麦克风5。

CCD相机1、扬声器2、麦克风5、显示屏8、无线信号发射器11、GPS定位器12通过电信号与数据处理器9连接。

无线信号发射器11通过无线信号与DSP平台连接。

太阳能电池板13通过导线与蓄电池10连接，蓄电池10通过导线与CCD相机1、扬声器2、履带行走装置4上的电机、麦克风5、LED灯7、显示屏8、数据处理器9、无线信号发射器11、GPS定位器12连接。

数据处理器9内部通过螺丝固定有80C320单片机，80C320单片机中的(AD0)P0.0引脚与无线信号发射器11中的ATDA引脚连接。

下面结合具体的实施例对本实用新型的应用原理作进一步的描述。

该智能导盲装置由CCD相机收集的视觉信息，语音信息用于与用户进行通信，通过双极系统值识别斑马线，利用饱和直方图和高斯函数识别盲道。

CCD相机用于收集环境的图像信息。数据被传输到DSP平台。GPS定位器用于定位用户。语音输入装置和语音输出装置用于接收或播放用户的语音，语音数据也被传输到DSP平台。在DSP平台中进行了一些计算，包括交通信号识别、盲识别、斑马线识别等。

斑马线识别：斑马带由一组平行的条纹组成，黑白相间。黑白条纹的颜色差别非常明显。灰色对比非常强烈。黑白交替的规则很强。因此，可以利用图像的双极系数来表征和量化斑马线区域的强度对比强度。通过双极系统的数值对道路图像中灰度对比度较强的区域进行分析判断。如果测试区域在斑马线区域，则双极系统的值非常高。否则，如果被检测区域不是斑马区域，其灰度值基本相同，双极系统的值较小。

首先，可以使用一个阈值来分割图像。然后假设为黑色像素密度分布函数的平均值。为第h个像素的密度分布函数的平均值。表示黑白的像素数。

双极系数是介于0和1之间的值。当为0时，图像不是斑马区域。当为1时，图像必须是斑马区。

然后搜索斑马的边缘。当图像中有平行线时。它可以被识别为斑马线。

阈值分割

使用双极性的区域

双极系数结果

最后，使用斑马线的边缘。然后我们可以得到斑马线信息。

盲道识别：

盲道的颜色通常很明亮。因此，颜色可以用来检测盲道的特征。本实用新型用图像分割得到盲区。提取盲道边缘。首先，将图像从RGB转换为HSI颜色空间。HSI有三种颜色成分。利用饱和直方图对图像进行分割。

原始图像

图像分割结果

然而，有时颜色直方图会出现“锯齿状”的形状。通过直方图中的波峰和波谷来划分图像是很困难的。因此，为了确定分割点，首先使用高斯平滑滤波器平滑原始的颜色直方图。假设是饱和度的直方图。

处理后的颜色直方图函数为：

这里是高斯函数。*提出了卷积。这种操作不仅降低了噪音，而且消除了一些细小的锯齿。

盲道识别结果

虚地磁极识别

远程定位功能可将盲人实时发送到盲人亲友处，加强盲人与亲友的联系，保障盲人安全。利用SIM808模块和SIM电话卡实现GPS远程定位。通过对GPRS流量数据的SIM808GPS上传模块编程，通过SIM卡将中国移动的网络平台、开放平台(OneNET)通过计算机将来自OneNET平台的GPS数据进行处理，显示在地图上，实现GPS远程定位定位模块。

针对盲人的需求，设计了一种导盲系统。根据盲活动的确定限制了系统的功能，建立了机器人的总体方案；然后实现识别，如斑马和盲人等重要交通标志。但是，该系统还需要进一步完善，然后才能实现交通灯识别、智能导航系统的开发。

该智能导盲装置在能准确识别出普通话语言输入的前提下，将语音提示功能与语音输入功能融合起来，达到智能的人机交互效果。语音识别的准确度决定着系统使用的可行程度。系统需识别出道路边沿，人行步道，斑马线，障碍物，交通灯及交通灯的颜色等信息，道路边沿及障碍物的准确识别在很大程度上能决定使用者正常行走时的安全程度，采用Sobel边沿检测加Hough变换实现对道路的识别。在过马路时，对斑马线、障碍物及交通灯的识别程度决定着视障人群过马路是否成功，此时需用图像处理算法完成交通灯和斑马线的识别。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型使用时，打开整个装置的电源，CCD相机1检测周围的障碍物，有效识别主要的交通标志，数据处理器9控制扬声器2为使用者发出警示；盲人可以通过麦克风5进行语音的输入，输入要求查询的情况，数据处理器9控制扬声器2为使用者发出相关的语音提示；在黑暗的环境下，通过打开LED灯7，照亮前方的交通标示或者路况，可以方便CCD相机1获取信息；通过GPS定位器12，可以通过无线信号发射器11将位置信息或者其他的信息传递到亲朋好友的移动终端；显示屏8可以显示检测到的路况信息；可以通过伸缩杆14支撑起太阳能电池板13将太阳能转化为电能储存在蓄电池10中。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种智能导盲装置，其特征在于，所述的智能导盲装置设置有：

控制器箱体；

数据处理器、无线信号发射器、GPS定位器通过导线与蓄电池连接。

2.如权利要求1所述的智能导盲装置，其特征在于，所述控制器箱体上端通过转座与机器头部连接，机器头部嵌装有CCD相机、扬声器、麦克风；

CCD相机、扬声器、麦克风通过电信号与数据处理器连接。

3.如权利要求1所述的智能导盲装置，其特征在于，所述控制器箱体下端嵌装有LED灯，LED灯通过导线与蓄电池连接。

4.如权利要求1所述的智能导盲装置，其特征在于，所述控制器箱体背面通过铰链与太阳能电池板，太阳能电池板通过导线与蓄电池连接；伸缩杆连接，太阳能电池板通过铰链与伸缩杆连接。