CN212135622U - 基于ai图像识别的视觉障碍人士背心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，涉及视觉障碍人士出行穿戴设备的领域，解决了视觉障碍人士出行时人身安全无法得到充分的保障的技术问题。背心上设有主控模块、无线通讯模块、姿态传感模块、语音播放模块、警示模块、扬声器、定位接收模块、测距模块、求助模块、语音对讲模块和图像识别模块。本实用新型实用性极强，简单易懂，容易操作，不仅方便视觉障碍人士的生活出行，还使视觉障碍人士的家属在生活中能够更加及时的了解到视觉障碍人士的出行状况，很好的保障了视觉障碍人士出行的安全。

Description

基于AI图像识别的视觉障碍人士背心

技术领域

本实用新型涉及视觉障碍人士出行穿戴设备，更具体地说，它涉及基于AI图像识别的视觉障碍人士背心。

背景技术

人工智能是未来科技的战略堡垒，是一项具有广阔发展前景和空间的技术，人工智能技术与我们的生活密切相关并为我们服务。据相关普查数据，国内目前的视觉障碍人士高达3500多万，且这个数据还在逐年增加。由于视力上的缺陷，视觉障碍人士在学习、生活、工作等方面存在诸多不便。据调查了解，现阶段国内服务于视觉障碍人士出行的辅助器具普及率较低，普遍停留在几十万高价的导盲犬，或是一般的拐仗。而国外现有的相关辅助性产品也很少，相关设备便携性不足，并且现有的导盲装置提供导盲的作用并不显著，视觉障碍人士行走人身安全无法得到充分的保障。背心是人们外出活动时可随身穿戴的，如果能将背心改装为视觉障碍人士辅助设备，那么就能有效帮助视觉障碍人士解决外出时行动不便的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，能有效的保障视觉障碍人士出行的安全。

本实用新型的技术方案是在于：基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，包括背心正面、背心背面、背心腰部、背心左肩带和背心右肩带，所述背心背面上设有主控模块、无线通讯模块、姿态传感模块和语音播放模块，所述无线通讯模块、姿态传感模块均与主控模块电性连接；所述背心腰部上设有警示模块，所述警示模块与主控模块电性连接；所述背心左肩带上设有扬声器、定位接收模块和测距模块，所述定位接收模块和测距模块均与主控模块电性连接，所述扬声器与语音播放模块电性连接；所述背心正面设有求助模块，所述求助模块与主控模块电性连接；所述背心右肩带设有语音对讲模块和图像识别模块，所述语音对讲模块和图像识别模块均与主控模块电性连接。

作进一步的改进，所述警示模块包括LED模组；所述LED模组环绕着背心腰部布置，所述LED模组通过驱动器与主控模块电性连接。

进一步的，所述背心右肩带上设有光照强度检测模块，所述光照强度检测模块与主控模块电性连接。

更进一步的，所述求助模块包括用于发送定位信息的第一求助按钮和用于紧急拨打救助电话的第二求助按钮；所述第一求助按钮和第二求助按钮均与主控模块电性连接。

更进一步的，所述无线通讯模块为GSM+GPS通讯模块。

更进一步的，所述主控模块包括STM32F407ZGT6单片机。

更进一步的，所述测距模块为HC-SRO4超声波传感测距模块。

更进一步的，所述姿态传感模块包括MPU9250姿态传感芯片。

更进一步的，所述语音播放模块为SYN6288语音播放模块。

更进一步的，所述图像识别模块为OpenMV4摄像头。

有益效果

本实用新型的优点在于：本申请的背心上设有主控模块、无线通讯模块、姿态传感模块、语音播放模块、警示模块、扬声器、定位接收模块、测距模块、求助模块、语音对讲模块和图像识别模块。在视觉障碍人士出行时，警示模块方便视觉障碍人士在漆黑的环境下行走，为视觉障碍人士提供安全保障；测距模块可为视觉障碍人士提供行进道路上的障碍物信息，使视觉障碍人士可自主的进行避障；求助模块方便视觉障碍人士需求助时能即可发出求助信息；图像识别模块方便视觉障碍人士通过交通路口。因此，本申请不仅方便视觉障碍人士的生活出行，让视觉障碍人士感受到人工智能带来的更为人性化的便利，还使视觉障碍人士的家属在生活中能够更加及时的了解到视觉障碍人士的出行状况，很好的保障了视觉障碍人士出行的安全。

附图说明

图1为本实用新型的流程框图；

图2为本实用新型的背心正面结构示意图；

图3为本实用新型的背心背面结构示意图；

图4为本实用新型的电路板结构示意图。

其中：1-背心腰部、2-背心左肩带、3-背心右肩带、4-主控模块、5-无线通讯模块、6-姿态传感模块、7-语音播放模块、8-扬声器、9-定位接收模块、10-测距模块、11-语音对讲模块、12-图像识别模块、13-LED模组、14-光照强度检测模块、15-第一求助按钮、16-第二求助按钮、17-安装盒、18-供电点池、19-总开关、20-电路板。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的描述，但不构成对本实用新型的任何限制，任何人在本实用新型权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本实用新型的权利要求范围内。

参阅图1-图4，本实用新型的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，包括背心正面、背心背面、背心腰部1、背心左肩带2和背心右肩带3。

其中，背心背面上设有主控模块4、无线通讯模块5、姿态传感模块6和语音播放模块7，无线通讯模块5、姿态传感模块6和语音播放模块7均与主控模块4电性连接。具体的，背心背面上设有安装盒17，主控模块4、无线通讯模块5、姿态传感模块6和语音播放模块7均通过电路板20安装在安装盒17中。并且安装盒17中还设有用于为各模块提供工作电源的供电点池18，且供电点池18通过总开关19与各模块电性连接。本实施例的总开关19安装在背心正面上，方便视觉障碍人士操作。背心左肩带2上设有扬声器8，扬声器8与语音播放模块7电性连接。

具体的，主控模块4包括STM32F407ZGT6单片机。即本背心采用STM32F407ZGT6单片机作为主控芯片。

无线通讯模块5为GSM+GPS通讯模块。GSM+GPS通讯模块具有体积小、低功耗和功能强等特点；能够满足实现发短信、打电话和GPS定位等功能。当视觉障碍人士需要求助时，求助信息可通过GSM+GPS通讯模块发送到其家属的手机上，避免视觉障碍人士出行在外求助不便的问题。

姿态传感模块6包括MPU9250姿态传感芯片。姿态传感模块6用于监控视觉障碍人士是否出现跌倒的情况，主要是通过MPU9250姿态传感芯片进行识别。具体的，MPU9250姿态传感芯片是一个九轴姿态传感芯片，其中包含了三轴加速度传感器、三轴角速度传感器以及三轴磁力计，使其能获取姿态传感芯片的加速度、角速度以及磁力值。而角速度可以算出姿态传感芯片的转动速度；加速度可以算出姿态传感芯片运动的距离、速度情况；磁力计可以算出姿态传感芯片的运动方向。因此通过姿态传感模块6识别视觉障碍人士的身体姿态。当视觉障碍人士出现跌倒的情况时，姿态传感模块6将当前的姿态信号发送至主控模块4，主控模块4将姿态信号通过GSM+GPS通讯模块传送至视觉障碍人士的家属处，以提醒视觉障碍人士的家属，保障视觉障碍人士的出行安全。

语音播放模块7为SYN6288语音播放模块。SYN6288语音播放模块能通过异步串口接收待合成的文本，实现文本到声音的转换，用于播报信息，以更好的为视觉障碍人士提供道路指引。

背心腰部1上设有警示模块，警示模块与主控模块4电性连接。警示模块用于提醒过往的车辆行人，为视觉障碍人士外出行走提供安全保障。具体的，警示模块包括LED模组13，通过LED模组13发出的灯光来提醒往来行人和车辆。LED模组13环绕着背心腰部1布置，LED模组13通过驱动器与主控模块4电性连接。

优选的，背心右肩带3上设有光照强度检测模块14，光照强度检测模块14与主控模块4电性连接。由于白天的光照度强，行人和车辆可分辨出前方的事物。而在夜晚漆黑时，一般情况下，行人或者正在行驶当中的车辆无法及时分辨前方是否有视觉障碍人士。因此，在背心右肩带3上设置了光照强度检测模块14，用于检测周围光照强度，并将当前的光强度信号发送至主控模块4，并且在光强度信号小于设定值时，主控模块4发出信号将LED模组13点亮。当光强小于20LX时，扬声器8会播报“检测光线太暗，已开启灯光”的提示内容，同时安装在背心腰部1的LED模组13自动开启。当光强大于20LX时，LED模组13自动关闭。

本实施例的光照强度检测模块14为GY-30光照强度检测模块。GY-30光照强度检测模块是一款基于IIC通信的16bit的数字型传感器；主要是以BH1750数字型光强感应芯片为核心。

背心左肩带2上还设有定位接收模块9和测距模块10。定位接收模块9和测距模块10均与主控模块4电性连接。其中，测距模块10用于检测视觉障碍人士前方道路上的障碍物；并在视觉障碍人士前方的道路上有障碍物时，发出障碍物提示信号至主控模块4。主控模块4根据障碍物提示信号发出相应的语音信号至语音播放模块7，并通过扬声器8播报相关的提示信息，确保视觉障碍人士的行走安全。

测距模块10为HC-SRO4超声波传感测距模块。HC-SR04超声波传感测距模块采用IO口TRIG触发测距，主控芯片通过给TRIG控制端发送一个10μs的高电平信号，模块自动发送40kHz频率的8个脉冲，自动检测是否有信号返回；而当ECHO接收端有收到返回信号时即输出一个高电平信号返回给主控芯片，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。即测试距离＝高电平时间*声速340M/S/2。当测距模块10检测到前方障碍物时，扬声器8将自动播报“前方有障碍物距离--米”，以提醒视觉障碍人士，为视觉障碍人士提供行进道路上的障碍物信息，为视觉障碍人士安全出行提供一层保障。

背心正面设有求助模块，求助模块与主控模块4电性连接。求助模块用于在视觉障碍人士遇到困难时，方便视觉障碍人士的及时求助。具体的，求助模块包括用于发送定位信息的第一求助按钮15和用于紧急拨打救助电话的第二求助按钮16。第一求助按钮15和第二求助按钮16均与主控模块4电性连接。

在视觉障碍人士需要求助时，当视觉障碍人士按下位于背心正面的第一求助按钮15，通过GSM+GPS通讯模块将视觉障碍人士当前位置以短信的形式发送至设定的手机号码，使视觉障碍人士在迷路时能有效的进行求助。当视觉障碍人士对位于背心正面的第二求助按钮16进行长按时，通过GSM+GPS通讯模块会拨打出设定的手机号码进行求救，以使视觉障碍人士能及时的发出紧急求救信息。并且，当视觉障碍人士对位于背心正面的第二求助按钮16进行短按时，扬声器8会自动播报“现在是北京时间--时--分--秒”，实用方便。

背心右肩带3设有语音对讲模块11和图像识别模块12，语音对讲模块11和图像识别模块12均与主控模块4电性连接。其中，语音对讲模块11包括麦克风，以实现视觉障碍人士在拨出求救电话后能与其家属进行通话。图像识别模块12为OpenMV4摄像头。通过OpenMV4摄像头对行进路上的红绿灯和车辆进行图像识别，然后通过语音播放模块7播报当前所遇红绿灯的状态以及车辆信息情况，以提醒辅助视觉障碍人士安全及时过马路。

本实施例的背心还可通过GSM+GPS通讯模块实现与手机APP的通讯。视觉障碍人士的家属可通过手机APP查询视觉障碍人士当前所处的位置。

本实施例的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心实用性极强，简单易懂，容易操作，不仅方便视觉障碍人士的生活出行，让视觉障碍人士感受到人工智能带来的更为人性化的便利，还使视觉障碍人士的家属在生活中能够更加及时的了解到视觉障碍人士的出行状况，很好的保障了视觉障碍人士出行的安全。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，包括背心正面、背心背面、背心腰部(1)、背心左肩带(2)和背心右肩带(3)，其特征在于，所述背心背面上设有主控模块(4)、无线通讯模块(5)、姿态传感模块(6)和语音播放模块(7)，所述无线通讯模块(5)、姿态传感模块(6)均与主控模块(4)电性连接；所述背心腰部(1)上设有警示模块，所述警示模块与主控模块(4)电性连接；所述背心左肩带(2)上设有扬声器(8)、定位接收模块(9)和测距模块(10)，所述定位接收模块(9)和测距模块(10)均与主控模块(4)电性连接，所述扬声器(8)与语音播放模块(7)电性连接；所述背心正面设有求助模块，所述求助模块与主控模块(4)电性连接；所述背心右肩带(3)设有语音对讲模块(11)和图像识别模块(12)，所述语音对讲模块(11)和图像识别模块(12)均与主控模块(4)电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述警示模块包括LED模组(13)；所述LED模组(13)环绕着背心腰部(1)布置，所述LED模组(13)与主控模块(4)电性连接。

3.根据权利要求2所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述背心右肩带(3)上设有光照强度检测模块(14)，所述光照强度检测模块(14)与主控模块(4)电性连接。

4.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述求助模块包括用于发送定位信息的第一求助按钮(15)和用于紧急拨打救助电话的第二求助按钮(16)；所述第一求助按钮(15)和第二求助按钮(16)均与主控模块(4)电性连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述无线通讯模块(5)为GSM+GPS通讯模块。

6.根据权利要求1-4任一所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述主控模块(4)包括STM32F407ZGT6单片机。

7.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述测距模块(10)为HC-SRO4超声波传感测距模块。

8.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述姿态传感模块(6)包括MPU9250姿态传感芯片。

9.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述语音播放模块(7)为SYN6288语音播放模块。

10.根据权利要求1所述的基于AI图像识别的视觉障碍人士背心，其特征在于，所述图像识别模块(12)为OpenMV4摄像头。

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