CN210131080U - 一种障碍识别显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种障碍识别显示系统，包括：可穿戴的执行终端(2)，所述的执行终端(2)包括B控制器(6)、激光测距装置(8)、语音播报装置(9)、摄像装置(10)和摄像监视器(11)，所述的B控制器(6)分别与激光测距装置(8)、语音播报装置(9)、摄像装置(10)和摄像监视器(11)连接。本实用新型尤其通过利用激光测距装置(8)、语音播报装置(9)、摄像装置(10)和摄像监视器(11)，从而可以实现准确的探测障碍物并预报，同时还可以显示出前方的障碍物情况，对弱视使用者提到更好的辅助作用。

Description

一种障碍识别显示系统

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴方面的弱视群体辅助领域，具体涉及一种障碍识别显示系统。

背景技术

根据国家残联最新统计，截至到今年2月，我国视力残疾约1700万，除此之外老年弱视人口约2300万；国家统计局数据显示，目前中国有60岁以上的老年人1.69亿，占人口比例为12.5％，我国弱视发病率为2％～4％。弱视是一种发育性疾病，往往超过十二岁其患者治疗效果微乎其微，并且，到目前为止，国内没有成人弱视治疗的疗效评价标准，而专家们用传统治疗方法治疗没有什么效果，成人弱视的治疗几乎是医学界空白的领域。从国家卫生部了解到，我国盲人和弱视群体所占比例也在因为各种原因而不断增加，并且关于盲人走失案件、交通事故案件等也在不断增加，这其中的原因比如，路况不好、坑洼不平、前方有障碍物等，普通拐杖无法准确探明；出行时间不好把握，当前天气的变化无法知晓；迷路时方向无法确定等问题。因此，对于弱视群体，生活中离不开导盲杖或者其他普通导盲器材的帮助。目前市面上已经有手杖、电子导盲杖产品的出现，但是传统意义上的盲人手杖只是一根长棍，存在许多的缺陷，比如不能探测较长的距离、不能较快反应快速接近的物体且功能单一；另外，电子导盲杖在实际使用中也没有达到满意的效果，存在障碍物探测不明、警报信息不明确以及只提示不显示等问题，这些导盲杖用户交互性低下，很难满足弱视者真正的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种障碍识别显示系统，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是障碍物探测不明、警报信息不明确以及只提示不显示的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种障碍识别显示系统，包括：可穿戴的执行终端，所述的执行终端包括B控制器、激光测距装置、语音播报装置、摄像装置和摄像监视器，所述的B控制器分别与激光测距装置、语音播报装置、摄像装置和摄像监视器连接。

优选的，所述的B控制器、激光测距装置、语音播报装置设于使用者的腰部；可穿戴的执行终端包括3个激光测距装置，3个激光测距装置分别设于使用者腰部的左前方、正前方、右前方；摄像装置和摄像监视器设于使用者的头部。从而可以更准确的获取前方障碍物的位置进行显示，同时有效减少了使用者头部的重量，使用更加方便。

优选的，还包括：控制装置，所述的控制装置包括A控制器、控制按键模块和A信号收发器，所述的A控制器分别与控制按键模块和A信号收发器连接；所述的可穿戴的执行终端还包括B信号收发器，所述的B信号收发器分别与A信号收发器和B控制器连接，从而可以方便的对可穿戴的执行终端中的设备进行调节。

前述的障碍识别显示系统中，所述的控制装置还包括：第一LED状态信号指示灯，所述的第一LED状态信号指示灯与A信号收发器连接；所述的可穿戴的执行终端还包括第二LED状态信号指示灯，所述的第二LED状态信号指示灯与B信号收发器连接。从而可以方便查看设备的工作状态，并起到预警提示的作用。

优选的，所述的可穿戴的执行终端还包括B外壳，所述的第二LED状态信号指示灯设于B外壳的顶端；所述的控制装置还包括A外壳，所述的第一LED状态信号指示灯设于A 外壳的顶部，从而可以对使用者起到明显的提示作用，而且外壳可以保护硬件，延长系统的使用年限。

优选的，所述的A外壳是长为90mm，宽为40mm，高为19mm的轻质铝合金长方体；所述的B外壳是长、宽各为250mm，高为90mm的轻质铝合金长方体，体积小，质量轻，从而便于携带。

前述的障碍识别显示系统中，所述的控制装置还包括A控制开关，所述的可穿戴的执行终端还包括B控制开关，所述的A控制开关与A控制器连接，B控制开关与B控制器连接。从而可以实现手动控制系统的开关。

前述的障碍识别显示系统，所述的控制装置还包括A电源模块，所述的可穿戴的执行终端还包括B电源模块，所述的A电源模块与A控制器连接，B电源模块与B控制器连接。

本实用新型中，所述的可穿戴的执行终端还包括：扬声器，所述扬声器与语音播报装置相连接，从而进一步方便了听力障碍的使用者。

优选的，所述的A控制器采用STC89C51型号的单片机；控制按键模块采用五向导航按键模块(可以进行5个方向的操作，调节更加灵活)，A信号收发器和B信号收发器采用ZigBee CC2530模块，并且A信号收发器作为ZigBee控制器，B信号收发器作为ZigBee 节点(从而可以实现对多个摄像装置的角度等进行同步调节，且功耗低，抗干扰能力强)； B控制器采用型号为MSP430的单片机；激光测距装置采用LDBAX734相位式激光测距装置(从而可以直接准确的检测得到障碍物的距离和方向)；语音播报装置采用YS-SYN6288 语音合成播报模块；摄像装置采用RER-USB500W02M-V60摄像头(从而可以更安全、稳定的持续工作，给弱视使用者呈现高清画面)；摄像监视器采用TFT液晶显示屏(可以节省 I/O口并且可以高效传输数据)。从而可以降低整体系统功耗和系统成本，而且系统传输的时延短、容量高、安全性也较高。

优选的，所述的A控制开关和B控制开关采用型号为MK12C02的开关，从而使得开关的接触电阻小于0.03Ω，绝缘电压大于100MΩ，寿命可达100000次，成本低，性能优，性价比高。

优选的，所述的A电源模块和B电源模块采用锂离子电池，所述的锂离子电池以碳为阳极，以碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯溶解六氟磷酸钾溶液为电解液，以二氧化锰为阴极，轻巧结实，能量比大，单体电压约为3.7V，电池组单体容量为400A·h，能够长时间为整个系统供电，同时锂电池的热稳定性和安全性较好，提供稳定电源，并且价格相对便宜。

上述的障碍识别显示系统中，所述的扬声器采用电阻为8Ω、功率为5W、40mm大小的扬声器，从而可以降低系统功率和成本，性价比高，体积小。

与现有技术相比，本实用新型通过利用B控制器、激光测距装置、语音播报装置、摄像装置和摄像监视器，从而可以实现准确、较长距离的探测行走中的障碍物并预报，同时还可以显示出前方的障碍物情况，对弱视使用者提到更好的辅助作用。尤其是，本实用新型中，可以将所述的B控制器、激光测距装置、语音播报装置设于使用者的腰部；可穿戴的执行终端包括3个激光测距装置，3个激光测距装置分别设于使用者腰部的左前方、正前方、右前方；摄像装置和摄像监视器设于使用者的头部，从而可以更准确的获取前方障碍物的位置进行显示，同时有效减少了使用者头部的重量，使用更加方便。此外，本实用新型通过采用LDBAX734相位式激光测距装置，从而可以直接准确的语音预报障碍物的距离和方向，便于使用者及时的感知路况并作出反应，有效的避免事故的发生。所述的摄像监视器所显示的拍摄画面投射到眼镜上，可以让使用者更加有安全感，大大的减小了使用者的出行不便系数。此外，本实用新型中A信号收发器和B信号收发器采用ZigBee CC2530 模块，并且A信号收发器作为ZigBee控制器，B信号收发器作为ZigBee节点，从而可以实现对多个摄像装置的角度等进行同步调节，且功耗低，抗干扰能力强。最后，通过采用本实用新型中的设备型号，从而可以大大降低系统成本和系统功耗，而且系统传输的时延短、容量高、安全性也较高；系统结构简单，方便实施，便于普通推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构连接示意图；

图2是第一LED状态信号指示灯的设置位置示意图；

图3是第二LED状态信号指示灯的设置位置示意图；

图4是B控制器与激光测距装置、摄像装置连接的电路原理图；

图5是语音播报装置的电路原理图；

图6是A信号收发器和B信号收发器的电路原理图；

图7是A控制器与控制按键模块连接的电路原理图。

附图标记：1-控制装置，2-执行终端，3-A控制器，4-控制按键模块，5-A信号收发器，6-B控制器，7-B信号收发器，8-激光测距装置，9-语音播报装置，10-摄像装置，11- 摄像监视器，12-第一LED状态信号指示灯，13-第二LED状态信号指示灯，14-A外壳， 15-B外壳，16-A控制开关，17-B控制开关，18-A电源模块，19-B电源模块，20-扬声器。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种障碍识别显示系统，如图1所示，包括：可穿戴的执行终端2，所述的执行终端2包括B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10 和摄像监视器11，所述的B控制器6分别与激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置 10和摄像监视器11连接。所述的B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9设于使用者的腰部；可穿戴的执行终端2包括3个激光测距装置8，3个激光测距装置8分别设于使用者腰部的左前方、正前方、右前方；摄像装置10和摄像监视器11设于使用者的头部。还包括：控制装置1，所述的控制装置1包括A控制器3、控制按键模块4和A信号收发器 5，所述的A控制器3分别与控制按键模块4和A信号收发器5连接；所述的可穿戴的执行终端2还包括B信号收发器7，所述的B信号收发器7分别与A信号收发器5和B控制器 6连接。所述的控制装置1还包括：第一LED状态信号指示灯12，所述的第一LED状态信号指示灯12与A信号收发器5连接；所述的可穿戴的执行终端2还包括第二LED状态信号指示灯13，所述的第二LED状态信号指示灯13与B信号收发器7连接。如图2、图3 所示，所述的可穿戴的执行终端2还包括B外壳15，所述的第二LED状态信号指示灯13 设于B外壳15的顶端；所述的控制装置1还包括A外壳14，所述的第一LED状态信号指示灯12设于A外壳14的顶部。所述的A外壳14是长为90mm，宽为40mm，高为19mm 的轻质铝合金长方体；所述的B外壳15是长、宽各为250mm，高为90mm的轻质铝合金长方体。所述的控制装置1还包括A控制开关16，所述的可穿戴的执行终端2还包括B控制开关17，所述的A控制开关16与A控制器3连接，B控制开关17与B控制器6连接。所述的控制装置1还包括A电源模块18，所述的可穿戴的执行终端2还包括B电源模块 19，所述的A电源模块18与A控制器3连接，B电源模块19与B控制器6连接。所述的可穿戴的执行终端2还包括：扬声器(20)，所述扬声器20与语音播报装置9相连接。如图4～图7所示，所述的A控制器3采用STC89C51型号的单片机；控制按键模块4采用五向导航按键模块，A信号收发器5和B信号收发器7采用ZigBee CC2530模块，并且A信号收发器5作为ZigBee控制器，B信号收发器7作为ZigBee节点；B控制器6采用型号为 MSP430的单片机；激光测距装置8采用LDBAX734相位式激光测距装置；语音播报装置 9采用YS-SYN6288语音合成播报模块；摄像装置10采用RER-USB500W02M-V60摄像头；摄像监视器11采用TFT液晶显示屏。所述的A控制开关16和B控制开关17采用型号为MK12C02的开关。所述的A电源模块18和B电源模块19采用锂离子电池。所述的扬声器20采用电阻为8Ω、功率为5W、40mm大小的扬声器。

实施例2：一种障碍识别显示系统，如图1所示，包括：可穿戴的执行终端2，所述的执行终端2包括B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器 11，所述的B控制器6分别与激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器11连接。

实施例3：一种障碍识别显示系统，如图1所示，包括：可穿戴的执行终端2，所述的执行终端2包括B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器 11，所述的B控制器6分别与激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器11连接。所述的B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9设于使用者的腰部；可穿戴的执行终端2包括3个激光测距装置8，3个激光测距装置8分别设于使用者腰部的左前方、正前方、右前方；摄像装置10和摄像监视器11设于使用者的头部。

实施例4：一种障碍识别显示系统，如图1所示，包括：可穿戴的执行终端2，所述的执行终端2包括B控制器6、激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器 11，所述的B控制器6分别与激光测距装置8、语音播报装置9、摄像装置10和摄像监视器11连接。还包括：控制装置1，所述的控制装置1包括A控制器3、控制按键模块4和 A信号收发器5，所述的A控制器3分别与控制按键模块4和A信号收发器5连接；所述的可穿戴的执行终端2还包括B信号收发器7，所述的B信号收发器7分别与A信号收发器5和B控制器6连接。

本实用新型的一种实施例的工作原理：

S1，对执行终端2的B信号收发器7设定唯一的ID号，根据ID号，将A信号收发器5与B信号收发器7无线连接。所述的控制装置1与执行终端2之间的距离在5.0米之内。当A信号收发器5与B信号收发器7无线连接时，第一LED状态信号指示灯12与第二 LED状态信号指示灯13闪烁。当A信号收发器5与B信号收发器7成功连接后，第一 LED状态信号指示灯12与第二LED状态信号指示灯13长亮；

S2，执行终端2的B控制器6产生秒脉冲信号，并且自动发送秒脉冲信号到激光测距装置8。激光测距装置8根据信号的变化触发单次测量模式，频率为1次/秒。激光测距装置8由电机带动，开始从左前方60度到右前方60度，多角度覆盖扫描测量前方障碍物，并且将测量的数据返回发送给B控制器6。其中激光测距装置8返回的测量信息包括前方障碍物的方向与距离。B控制器6对该测量信息进行CRC校验，当出现错误的返回信息时，则向激光测距装置8发送重新传送信息的请求，直到B控制器6接收到正确的测量信息；

S3执行终端2的B控制器6将接收到的测量信息发送给语音播报装置9，语音播报装置9对测量信息先进行校验。当校验错误时，B控制器6重新发送测量信息；当校验成功时，语音播报装置9将测量信息发送给扬声器20。扬声器20以“距离XX方障碍物X.X 米”的格式播报接收到的信息给使用者，辅助使用者前进；

S4，摄像装置10与执行终端2的B控制器6电连接，采集前方画面。摄像装置10将采集的图片信息发送给B控制器6，B控制器6对接收到的图片信息进行CRC校验，校验无误后B控制器6将接收到的信息发送给摄像监视器11，在摄像监视器11中显示前方画面；其中，实际使用时，可以将摄像监视器11中显示的画面投射到使用者的眼镜上；

S5，使用者可以根据画面的实际情况，控制所述控制装置1的控制按键模块4发出控制命令到A控制3，A控制3对接收的命令信号进行CRC校验后，将控制信号发送给A信号收发器5。若A控制3接收到错误的控制命令，则自动忽略该控制命令，等待下一个控制命令。A信号收发器5将正确的控制信号发送到执行终端2的B信号收发器7，再由B信号收发器7将控制信号发送给B控制器6。当A信号收发器5与B信号收发器7匹配发送、接收信息时，第一LED状态信号指示灯12与第二LED状态信号指示灯13熄灭。当 A信号收发器5与B信号收发器7匹配发送、接收信息完毕时，第一LED状态信号指示灯 12与第二LED状态信号指示灯13恢复长亮状态。最后B控制器6根据由所述控制按键模块4发出的控制命令，驱动电机实现对执行终端2中的摄像装置10进行调节，使摄像装置 10面对前方障碍物，这时摄像监视器11中可以显示最清晰的画面。也可以在使用前，利用控制装置1对摄像装置10进行粗略的调节。

本系统中，可通过A控制开关16手动控制A控制器3的开关，利用B控制开关17手动控制B控制器6的开关；所述的A控制器3通过A电源模块18供电；B控制器6通过B 电源模块19供电。

Claims (10)

1.一种障碍识别显示系统，其特征在于，包括：可穿戴的执行终端(2)，所述的执行终端(2)包括B控制器(6)、激光测距装置(8)、语音播报装置(9)、摄像装置(10)和摄像监视器(11)，所述的B控制器(6)分别与激光测距装置(8)、语音播报装置(9)、摄像装置(10)和摄像监视器(11)连接。

2.根据权利要求1所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的B控制器(6)、激光测距装置(8)、语音播报装置(9)设于使用者的腰部；可穿戴的执行终端(2)包括3个激光测距装置(8)，3个激光测距装置(8)分别设于使用者腰部的左前方、正前方、右前方；摄像装置(10)和摄像监视器(11)设于使用者的头部。

3.根据权利要求1或2所述的障碍识别显示系统，其特征在于，还包括：控制装置(1)，所述的控制装置(1)包括A控制器(3)、控制按键模块(4)和A信号收发器(5)，所述的A控制器(3)分别与控制按键模块(4)和A信号收发器(5)连接；所述的可穿戴的执行终端(2)还包括B信号收发器(7)，所述的B信号收发器(7)分别与A信号收发器(5)和B控制器(6)连接。

4.根据权利要求3所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的控制装置(1)还包括：第一LED状态信号指示灯(12)，所述的第一LED状态信号指示灯(12)与A信号收发器(5)连接；所述的可穿戴的执行终端(2)还包括第二LED状态信号指示灯(13)，所述的第二LED状态信号指示灯(13)与B信号收发器(7)连接。

5.根据权利要求4所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的可穿戴的执行终端(2)还包括B外壳(15)，所述的第二LED状态信号指示灯(13)设于B外壳(15)的顶端；所述的控制装置(1)还包括A外壳(14)，所述的第一LED状态信号指示灯(12)设于A外壳(14)的顶部。

6.根据权利要求3所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的控制装置(1)还包括A控制开关(16)，所述的可穿戴的执行终端(2)还包括B控制开关(17)，所述的A控制开关(16)与A控制器(3)连接，B控制开关(17)与B控制器(6)连接。

7.根据权利要求1所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的可穿戴的执行终端(2)还包括：扬声器(20)，所述扬声器(20)与语音播报装置(9)相连接。

8.根据权利要求3所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的A控制器(3)采用STC89C51型号的单片机；控制按键模块(4)采用五向导航按键模块，A信号收发器(5)和B信号收发器(7)采用ZigBee CC2530模块，并且A信号收发器(5)作为ZigBee控制器，B信号收发器(7)作为ZigBee节点；B控制器(6)采用型号为MSP430的单片机；激光测距装置(8)采用LDBAX734相位式激光测距装置；语音播报装置(9)采用YS-SYN6288语音合成播报模块；摄像装置(10)采用RER-USB500W02M-V60摄像头；摄像监视器(11)采用TFT液晶显示屏。

9.根据权利要求6所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的A控制开关(16)和B控制开关(17)采用型号为MK12C02的开关。

10.根据权利要求7所述的障碍识别显示系统，其特征在于，所述的扬声器(20)采用电阻为8Ω、功率为5W、40mm大小的扬声器。

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