CN212163426U

CN212163426U - 一种基于多传感技术的智能防碰撞装置

Info

Publication number: CN212163426U
Application number: CN202020691025.1U
Authority: CN
Inventors: 孙璐; 杨彦一; 周涛; 彭涛
Original assignee: Chengdu College of University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: Chengdu College of University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2020-12-15
Anticipated expiration: 2030-04-29

Abstract

本实用新型属于通信器具技术领域，公开了一种基于多传感技术的智能防碰撞装置，手机壳体左侧嵌装有手机静音按键、手机音量增加按键和手机音量降低按键；手机壳体中间位置设置有手机壳无线充电座，手机壳无线充电座上端设置有手机摄像头和超声波检测探头；手机壳体下端开有手机充电接口，手机充电接口右端开有手机扬声器口，手机壳体侧面嵌装有手机电源按键。本实用新型通过设置有摄像头和超声波检测探头，对周边环境进行检测，将检测到的障碍信息通过蓝牙以震动或语音或提示窗的方式发送给用户；避免了用户发生碰撞或跌落，提高了用户出行安全能力；通过手机静音按键、手机音量增加按键、手机音量降低按键和手机扬声器口，实现对音量进行控制。

Description

一种基于多传感技术的智能防碰撞装置

技术领域

本实用新型属于通信器具技术领域，尤其涉及一种基于多传感技术的智能防碰撞装置。

背景技术

目前，最接近的现有技术：现有上海肇观电子科技有限公司的产品——天使眼智能导盲眼镜，该智能眼镜前方采用双目立体摄像头模拟人眼采集前方物体位置信息并转换成听觉信号，再通过骨传导耳机传达，即时提示避障，自动定位导航、智能识别物体。天使眼同时适用于不同类型的盲人比如全盲、低视力等，为盲人提供安全、便捷的出行保障。但是现有的手机配件，不能够保证低头族出行的安全性。手机用户尤其是低头族玩手机导致跌落沟渠、坠落坑洞、绊倒、头部磕碰的事件常常发生，轻则受伤，重则丧命，乃至严重影响社会公共秩序。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的手机配件，不能够保证低头族出行的安全性。

解决上述技术问题的难度：手机现有图像提取、手机图像中障碍陷阱等关键因素的提取涉及图像处理技术，并带有实时性的刚性要求，算法难度高和计算速度要求高；同时，手机摄像头存在盲区，还需增加超声波等探测手段探测盲区，并实时提取有用信息，实时检测和感知障碍物；基于多传感技术的实时预警系统的图像识别算法、关键信息提取、实时运算并提供预警功能具有相当技术综合难度。

解决上述技术问题的意义：实时提取的手机图像中障碍信息结合超声波等传感器的感知信息，通过实时运算和提醒手机用户，实时保障手机用户安全，必要时乃至拯救一条鲜活生命，乃至避免重大公共安全事件发生。上述技术问题的解决有助于丰富手机配件，提升手机用户的安全使用等级。

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基于多传感技术的智能防碰撞装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于多传感技术的智能防碰撞装置设置有手机壳体，手机壳体左侧嵌装有手机静音按键、手机音量增加按键和手机音量降低按键；

手机壳体中间位置设置有手机壳无线充电座，手机壳无线充电座上端设置有手机摄像头和超声波检测探头；手机壳体下端开有手机充电接口，手机充电接口右端开有手机扬声器口，手机壳体侧面嵌装有手机电源按键。

通过设置有摄像头和超声波检测探头，可以对周边环境进行检测，将检测到的障碍信息通过蓝牙以震动或语音或提示窗的方式发送给用户，及时避免了用户发生碰撞，提高了用户出行安全能力。

进一步，所述手机静音按键、手机音量增加按键、手机音量降低按键和手机扬声器口与手机对应功能模块连接。

通过手机静音按键、手机音量增加按键、手机音量降低按键和手机扬声器口，实现对音量进行控制。

进一步，所述手机充电接口、手机壳无线充电座和手机电源按键与主控模块电连接。

通过设置有手机充电接口、手机壳无线充电座和手机电源按键，可以实现对装置电源和手机电源进行控制。

进一步，所述手机摄像头经蓝牙模块、主控模块与图像识别模块电连接，超声波检测探头与超声波模块电连接。

通过设置有手机摄像头和超声波检测探头与相应的模块连接，实现信号的传输。

进一步，所述主控模块与蓝牙模块电连接，蓝牙模块与移动端App电连接。通过设置有蓝牙模块，可以契合绝大部分手机(即智能机带有蓝牙结合App都可使用)，而且外观也可以多样化，携带方便。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：本实用新型主要通过手机外件来解决用户出行安全问题。本实用新型为手机的外接部件的设计方向，通过使用该实用新型得到想要的环境信息从而提高用户尤其是低头族的出行安全性；增强手机用户安全能力，通过手机对周边环境进行检测，将检测到的障碍信息通过蓝牙以震动或语音或提示窗的方式发送给用户，及时避免了用户发生碰撞，提高了用户出行安全能力；产品多样化，简便化，作为一个类似手机“周边”的一个产品，它可以契合绝大部分手机(即智能机带有蓝牙结合App都可使用)，而且外观也可以多样化，携带方便；续航时间长，蓝牙通讯采用智能管理模式降低运行功耗，装置中固态电池作为电源，同时还能为用户手机提供备用电源，延长手机续航时间。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于多传感技术的智能防碰撞装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的超声波检测探头安装位置结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的超声波检测探头安装位置实物图。

图4是本实用新型实施例提供的基于多传感技术的智能防碰撞装置控制系统结构示意图。

图5是本实用新型实施例提供的基于多传感技术的智能防碰撞装置原理示意图。

图6是本实用新型实施例提供的移动端App结构示意图。

图中：1、手机静音按键；2、手机音量增加按键；3、手机音量降低按键；4、手机充电接口；5、手机扬声器口；6、手机壳无线充电座；7、手机电源按键；8、手机摄像头；9、超声波检测探头；10、电源模块；11、超声波模块；12、主控模块；13、图像识别模块；14、蓝牙模块；15、移动端App。

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。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于多传感技术的智能防碰撞装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1-图3所示，本实用新型实施例提供的基于多传感技术的智能防碰撞装置设置有手机壳体，手机壳体左侧嵌装有手机静音按键1、手机音量增加按键2和手机音量降低按键3；手机壳体下端开有手机充电接口4，手机充电接口4右端开有手机扬声器口5。

手机壳体中间位置设置有手机壳无线充电座6，手机壳无线充电座6上端设置有手机摄像头8和超声波检测探头9，手机壳体侧面嵌装有手机电源按键7。

手机静音按键1、手机音量增加按键2、手机音量降低按键3和手机扬声器口5与手机对应模块连接；手机充电接口4、手机壳无线充电座6和手机电源按键7与主控模块12电连接；手机摄像头8经蓝牙模块14和主控模块12与图像识别模块13电连接，超声波检测探头9与超声波模块11电连接，

如图4所示，本实用新型实施例提供的基于多传感技术的智能防碰撞装置控制系统包括：

电源模块10，与主控模块12连接，电源模块10包括第一电源模块、第二电源模块和固态电池；第一电源模块选用LM2596稳压。LM2596系列是德州仪器(TI)生产的3A电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器(150kHz)和基准稳压器(1.23V)，并具有完善的保护电路、电流限制、热关断电路等。利用该器件只需极少的外围器件便可构成高效稳压电路。提供的有：3.3V,5V,12V及可调(-ADJ)等多个电压档。第二电源模块2选用ZS6599R电源管理芯片。ZS6599R是以开关方式进行充电，集成了包括涓流充电，恒流充电和恒压充电全过程的充电方式，浮充电压精度在-40-85℃全温度范围可达±1％，并且具有充电电流纹波小，充电效率高等优点，配合适当的外围器件可以达到2A甚至更高的充电电流。在充电状态下，如果输出USB同时接了负载，ZS6599R的动态路径调整功能会智能分配输入电流优先提供给负载，如果负载电流增大，则会自动关闭充电，有效地限制了输入电流，防止损坏供电的适配器或者USB。固态电池选用厚度0.35mm电压3.7V容量1000mAh固态电池，它经由ZS6599R芯片充电，也通过LM2956为智能防碰撞系统提供标准电压和所需功率。WH-BLE102低功耗蓝牙通信让两端设备更加省电，传输速度更快更稳定。超声波模块对障碍物的检测更加精准、灵敏。而电源管理的实现方法让充电和对手机的放电更加快速、安全。

超声波模块11，探测手机摄像头8端盲区的障碍物，与主控模块12连接，选用HC-SR04超声波测距模块。HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达到3mm；超声波模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。超声波模块性能稳定，测度距离精确，模块精度较高，盲区小，完成一次测距需要20μs。超声波模块测得障碍物时，把距离信息通过蓝牙传递给手机App。

主控模块12，与各个模块连接，采用以ARM内核的STM32F103ZET6单片机；STM32是基于

M处理器内核的32位闪存微控制器，为MCU用户开辟了一个全新的自由开发空间，并提供了各种易于上手的软硬件辅助工具。同时STM32 MCU具有高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压、保持高集成度和开发简易的特点。主控模块12为业内最强大的产品阵容，基于工业标准的处理器，大量的软硬件开发工具，使STM32单片机成为各类中小项目和完整平台解决方案的理想选择。

图像识别模块13，与主控模块12连接，移动端(手机)App15开启摄像头获取用户周围的环境信息并将图片信息传送给python脚本做检测，python脚本将图像信息经蓝牙模块14和主控模块12传送给图像识别模块13，然后主控模块12将计算结果通过蓝牙模块14返回给移动端(手机)App15，当返回结果显示检测到障碍物时手机App15给出障碍物距离和方位，手机App15据此以语音、震动或提示窗的形式提醒用户避障。自定义图像检测相对传统的图像检测更加的高效，更加简便，更能实时检测周边环境信息。

蓝牙模块14，与主控模块12连接，使用WH-BLE102蓝牙，蓝牙为BLE(Bluetooth LowEnergy)型蓝牙实现蓝牙串口通信；蓝牙作为服务端等与手机(客户端)连接。当蓝牙接收数据时，通过引脚将数据传入中央控制器进行编制，如果是文件便会将它存入内存后，进行数据的编译传输。当蓝牙发送数据时，通过引脚将来自中央控制器的数据传递给手机App。

App蓝牙假链接状态，当设备与App之间不进行数据传输的时候，手机的蓝牙(客户端方)进入一个待机状态即假链接状态，该状态的蓝牙不能被动发送数据，只能监听设备数据，耗电大幅降低。只有收到数据或者用户主动发送数据才会退出这种状态。

移动端App15，与主控模块12连接，移动端App采用蓝牙协议，使用BLE低功耗蓝牙协议进行设备通信，手机和设备建立一条蓝牙通信链路，并在手机后台开启一个服务监听设备返回信息和发送App的相关命令完成用户操作。BLE蓝牙协议相对传统蓝牙协议，具有高可靠性，高安全性，保证通信安全，低成本，低功耗(功耗较传统蓝牙降低了90％)等特点，同时提高了手机和设备的待机时间并减少了损耗问题；实现远距离传输，有效传输距离可以达到60～100m，完美解决用户的活动范围小的问题。

本实用新型的工作原理为：在手机摄像头8端未检测到障碍物时，防碰撞手机壳的蓝牙模块14处于待机状态；当手机摄像头8检测到障碍物时，主控模块12通过蓝牙模块14触发手机扬声器口5进行报警。同时，超声波模块11对手机摄像头8端的盲区实时探测。在超声波模块11未检测到障碍物时，防碰撞手机壳的蓝牙模块14处于待机状态；当超声波模块11检测到障碍物时，主控模块12经蓝牙模块14触发手机扬声器口5进行报警。此工作模式可极大提高防碰撞手机壳的续航时间。通过手机静音按键1、手机音量增加按键2和手机音量降低按键3，实现对手机的控制；通过利用手机充电接口4和手机壳无线充电座6，对手机进行充电；主控模块12通过蓝牙模块14与移动端App15，可以契合绝大部分手机(即智能机带有蓝牙结合App都可使用)，而且外观也可以多样化，携带方便。

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

1.一种基于多传感技术的智能防碰撞装置，其特征在于，所述基于多传感技术的智能防碰撞装置设置有：

手机壳体；

手机壳体左侧嵌装有手机静音按键、手机音量增加按键和手机音量降低按键；

2.如权利要求1所述基于多传感技术的智能防碰撞装置，其特征在于，所述手机静音按键、手机音量增加按键、手机音量降低按键和手机扬声器口与手机对应部件连接。

3.如权利要求1所述基于多传感技术的智能防碰撞装置，其特征在于，所述手机充电接口、手机壳无线充电座和手机电源按键与主控模块电连接。

4.如权利要求1所述基于多传感技术的智能防碰撞装置，其特征在于，所述手机摄像头经蓝牙模块和主控模块与图像识别模块电连接，超声波检测探头与超声波模块电连接。

5.如权利要求3所述基于多传感技术的智能防碰撞装置，其特征在于，所述主控模块与蓝牙模块电连接，蓝牙模块移动端App电连接。