一种振动导盲衣服的制作方法与工艺

本发明属于导盲设备领域，尤其涉及一种振动导盲衣服。

背景技术：
现在为盲人导航的方式普遍采用导盲杆或其他外在辅助物，从而达到辅助盲人行走的目的。由于以往的方式在盲人行走的过程中存在诸多空间死角，比如身体正前方安全得不到有效的保护，且以往的方式在辅助行走的同时也从一定程度上带给盲人一定的附加障碍，无法满足生活节奏的加快行走便捷的要求，从而限制了盲人生活范围，进而极大影响了盲人的生活质量。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种振动导盲衣服，旨在解决现有的导盲设备使用不方便，在一定程度上带给盲人附加障碍的问题。本发明是这样实现的，一种振动导盲衣服内置有中央处理模块，在袖口位置安装有振动模块、蓝牙耳机模块、智能公交模块、智能城市模块；在所述振动导盲衣服的前部安装有雷达测距模块、GPS定位模块、LED照明模块、图像识别模块、条形码识别模块、云数据存储模块；所述的振动模块、蓝牙耳机模块、雷达测距模块、GPS定位模块、LED照明模块、图像识别模块、条形码识别模块、云数据存储模块、智能公交模块、智能城市模块与所述的中央处理模块连接；所述的振动模块包括微处理器、振动等级存储器、振动时间存储器和马达，所述微处理器分别与振动等级存储器、振动时间存储器、中央处理模块、雷达测距模块连接，用于从中央处理模块获取基本振动等级和基本振动时间，并根据振动时间和振动强度组合控制马达按照上述振动等级和时间进行振动；所述的智能公交模块包括智能导盲控制装置、公交信息站点、云端公交信息数据库、云端语音信息数据库及与所述智能城市模块连接的云端地图数据库；所述的智能导盲控制装置包括作为控制核心的嵌入式最小系统，以及与其连接的红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块、超声波测距电路、语音输入输出设备、按键电路；所述的智能城市模块包括：物联网数字化应用模块和数据处理模块；所述的数字化应用模块包括感知层和网络层；所述的感知层由各种传感器以及传感器网络构成，用于收集城市的地理信息、交通信息、人文信息、政企分布和资源分布；所述的网络层包括城市数字宽带网络建设、国家骨干网络建设、政府各部门间的互联网建设、社会团体和事业单位网络建设、企业及家庭的网络接入，以及与之相对应的数据库、网络应用平台和网络监督管理；所述的蓝牙耳机模块包括蓝牙芯片、与该蓝牙芯片相连接的音频处理芯片、音频发射模块，所述蓝牙芯片上设置有微处理器MCU，以及与该MCU相连接的可编程输入输出PIO接口、I2C接口，所述音频处理芯片中设置有数模DA转换模块、模数AD转换模块、音频增益调整单元和I2C接口；所述的GPS定位模块包括智能导盲服务中心，高精度GPS定位接收机，高精度城市道路空间数据库和智能导盲仪；该智能导盲服务中心对内建立和高精度城市道路空间数据库之间的连接，对外建立和智能导盲仪的连接；该高精度GPS定位接收机负责接收GPS卫星信号并解算高精度经纬度位置数据，通过蓝牙通信建立和智能导盲仪之间的连接；该智能导盲仪通过CDMA通信方式建立和智能导盲服务中心之间的连接；该智能导盲服务中心可以接收智能导盲仪以无线的方式呼叫并接听；所述的振动模块内置有语音识别模块，所述的图像识别模块与所述的语音识别模块和条形码识别模块连接，该图像识别模块包括盲道图像采集模块、盲道轮廓提取模块、图像结果输出模块；所述的语音识别模块内置频率分析单元、相位曲线计算单元、误差计算单元、声音信号识别单元；所述的频率分析单元，分析声音信号的频率信号；所述的相位曲线计算单元，计算与所述频率信号的相位的时间变化进行近似的相位曲线；所述的误差计算单元，对所述相位曲线与所述频率信号的相位之间的误差进行计算；所述的声音信号识别单元，基于所述误差对所述声音信号是否是周期声音的信号进行识别；所述的语音识别模块对于每一路声音信号，按照下述公式对所述声音信号中的每一帧声音信号进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声谱N(w,n)：其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1;w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；按照下述公式对每一帧声音信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n)：Tb为预设第一阈值；将其中一路声音信号对应的Ka个二值谱与另一路声音信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到第一匹配结果，所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度，Ka、Kb均为正整数；对于每一路声音信号，按照下述公式计算所述声音信号中的每一帧声音信号的功率谱P(w,n)：其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αp为预设系数且0＜αp＜1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；按照下述公式计算每一帧声音信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n)：DP(w,n)＝|P(w+1,n)-P(w,n)|按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n)：其中，βu、βd为预设系数且0＜βd＜βu＜1。进一步，所述的嵌入式最小系统内置有语音及按键指令集；所述的嵌入式最小系统分别通过红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块建立与公交信息站点、云端公交信息数据库及云端语音信息数据库、卫星定位导航系统的连接，同时通过语音输入输出设备和按键电路收发语音及接收按键指令进行导盲功能的操作设置，以及通过超声波测距电路实现对公交车辆的测距和障碍的检测。进一步，所述的盲道图像采集模块对采集的盲道图像进行预处理，通过图像灰度修正、去噪、锐化和边缘增强，去除干扰、噪声及差异，提高图像中盲道部分的亮度值；所述的盲道轮廓提取模块结合盲道先验知识，识别盲道形状、颜色与边缘，从周围环境中提取盲道的边缘轮廓并对提取出的盲道区域进行图像分割，探测提示盲道内提示图标；所述的图像结果输出模块与所述的振动模块和蓝牙耳机模块连接，用于结合微处理器中存储的盲道先验知识，对图像分割后的盲道进行分类判决，判断盲道上有无障碍，识别盲道提示图标并输出其对应提示信息。进一步，所述的条形码识别模块与所述的云数据存储模块连接，该条形码识别模块包括摄像单元、条形码识别单元、编码查询单元、数据库、视频处理单元、显示单元、目标表面附着的条形码，摄像单元负责获取目标图像，条形码识别单元负责识别目标条形码的编码，编码查询单元负责以编码检索数据库中编码对应的标识及信息，视频处理单元负责标识及信息的视频插入，显示单元负责显示包含目标标识及信息的视频图像。所述的中央处理模块模块包括多功能显示屏，太阳能板，故障报警结构，总开关按钮，控制芯片，盲人识别调节按键和输入端，所述的总开关按钮通过电性连接设置在盲人识别调节按键的上部左侧，所述的报警结构通过电性连接设置在盲人识别调节按键的右侧，所述的输入端设置在盲人识别调节按键的右侧位置。所述的多功能显示屏通过电性连接设置在盲人识别调节按键的上部，所述的多功能显示屏具体采用液晶LED显示屏。所述的太阳能板通过电性连接设置在多功能显示屏的上部，所述的太阳能板具体采用太阳能电池板，储电用电方便，节能环保。所述的控制芯片通过电性连接设置在盲人识别调节按键的左侧，提高了盲人的生活需求。所述的故障报警结构包括震动片，报警闪烁灯和报警语音喇叭，所述的报警闪烁灯通过电性连接设置在报警语音喇叭的左侧，所述的报警语音喇叭通过电性连接设置在报警闪烁灯的右侧。所述的震动片通过电性连接设置在报警闪烁灯的上部，所述的震动片具体采用橡胶材料制成的震动片，震动提醒盲人，使用灵活。所述的报警语音喇叭通过电性连接设置在报警闪烁灯的右侧，所述的报警语音喇叭具体采用小型扩音报警喇叭，安全可靠，提高了盲人的安全独立出行性。本发明的振动导盲通过振动模块，蓝牙耳机模块和中央处理模块将道路信息与使用者实时交流，并能通过语音识别模块识别使用者的语音并制定相关行走路线，通过图像识别模块有效识别盲道与公交信息，协助盲人安全独立的出行，利用控制芯片可以提高盲人的生活需求，利用震动片可以提醒盲人的意识，灵活使用，在盲人识别调节按键和故障报警结构的配合下安全可靠，提高了盲人独立出行的安全性。附图说明图1是本发明实施例提供的振动导盲衣服的内部系统图；图2是本发明实施例提供的中央处理模块的内部系统图；图中：1、振动模块；1-1、微处理器；1-2、振动等级存储器；1-3、振动时间存储器；1-4、马达；1-5、语音识别模块；2、蓝牙耳机模块；2-1、蓝牙芯片；2-2、音频处理芯片；2-3、音频发射模块；3、智能公交模块；3-1、智能导盲控制装置；3-2、公交信息站点；3-3、云端公交信息数据库；3-4、云端语音信息数据库；3-5、云端地图数据库；4、智能城市模块；4-1、物联网数字化应用模块；4-2、数据处理模块；5、雷达测距模块；6、GPS定位模块；7、LED照明模块；8、图像识别模块；9、条形码识别模块；10、云数据存储模块；11、中央处理模块；11-1、多功能显示屏；11-2、太阳能板；11-3、障报警结构；11-3-1、震动片；11-3-2、报警闪烁灯；11-3-3、报警语音喇叭；11-4、总开关按钮；11-5、控制芯片；11-6、盲人识别调节按键；11-7、输入端。具体实施方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。如图1和图2所示，本发明是这样实现的，一种振动导盲衣服内置有中央处理模块11，在袖口位置安装有振动模块1、蓝牙耳机模块、智能公交模块3、智能城市模块4；在所述振动导盲衣服的前部安装有雷达测距模块5、GPS定位模块6、LED照明模块7、图像识别模块8、条形码识别模块9、云数据存储模块10；所述的振动模块1、蓝牙耳机模块2、雷达测距模块3、GPS定位模块6、LED照明模块7、图像识别模块8、条形码识别模块9、云数据存储模块10、智能公交模块3、智能城市模块4与所述的中央处理模块11连接；所述的振动模块1包括微处理器1-1、振动等级存储器1-2、振动时间存储器1-3和马达1-4，所述微处理器1-1分别与振动等级存储器1-2、振动时间存储器1-3、中央处理模块11、雷达测距模3块连接，用于从中央处理模块11获取基本振动等级和基本振动时间，并根据振动时间和振动强度组合控制马达1-4按照上述振动等级和时间进行振动；所述振动等级存储器1-2与微处理器连1-1接，通过微处理器1-1对应设置基础振动等级，并存储在振动等级存储1-2器中；所述振动时间存储器1-3与微处理器1-1连接，通过微处理器1-1对应设置基础振动时间，并存储在振动时间存储器1-3中；所述微处理器1-1通过振动模块与马达1-4连接，用于将产生的振动等级和振动时间信号对应发送给振动模块，由振动模块控制马达振动；所述的振动等级根据雷达测距模块的测距结果确定，测得的障碍物距离越近振动等级越高；所述的智能公交模块3包括智能导盲控制装置3-1、公交信息站点3-2、云端公交信息数据库3-3、云端语音信息数据库3-4及与所述智能城市模块4连接的云端地图数据库3-5；所述的智能导盲控制装置3-1包括作为控制核心的嵌入式最小系统，以及与其连接的红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块、超声波测距电路、语音输入输出设备、按键电路；所述的智能城市模块4包括：物联网数字化应用模块4-1和数据处理模块4-2；所述的数字化应用模块4-1包括感知层和网络层；所述的感知层由各种传感器以及传感器网络构成，用于收集城市的地理信息、交通信息、人文信息、政企分布和资源分布；所述的网络层包括城市数字宽带网络建设、国家骨干网络建设、政府各部门间的互联网建设、社会团体和事业单位网络建设、企业及家庭的网络接入，以及与之相对应的数据库、网络应用平台和网络监督管理；所述的蓝牙耳机模块2包括蓝牙芯片2-1、与该蓝牙芯片2-1相连接的音频处理芯片2-2、音频发射模块2-3，所述蓝牙芯片2-1上设置有微处理器MCU，以及与该MCU相连接的可编程输入输出PIO接口、I2C接口，所述音频处理芯片中设置有数模DA转换模块、模数AD转换模块、音频增益调整单元和I2C接口；所述的GPS定位模块6包括智能导盲服务中心，高精度GPS定位接收机，高精度城市道路空间数据库和智能导盲仪；该智能导盲服务中心对内建立和高精度城市道路空间数据库之间的连接，对外建立和智能导盲仪的连接；该高精度GPS定位接收机负责接收GPS卫星信号并解算高精度经纬度位置数据，通过蓝牙通信建立和智能导盲仪之间的连接；该智能导盲仪通过CDMA通信方式建立和智能导盲服务中心之间的连接；该智能导盲服务中心可以接收智能导盲仪以无线的方式呼叫并接听；所述的振动模块1内置有语音识别模块，所述的图像识别模块与所述的语音识别模块和条形码识别模块连接，该图像识别模块包括盲道图像采集模块、盲道轮廓提取模块、图像结果输出模块；所述的语音识别模块内置频率分析单元、相位曲线计算单元、误差计算单元、声音信号识别单元；所述的频率分析单元，分析声音信号的频率信号；所述的相位曲线计算单元，计算与所述频率信号的相位的时间变化进行近似的相位曲线；所述的误差计算单元，对所述相位曲线与所述频率信号的相位之间的误差进行计算；所述的声音信号识别单元，基于所述误差对所述声音信号是否是周期声音的信号进行识别；该语音识别模块包括字库匹配模块、语音采集模块、语音输出模块；所述的语音采集模块对盲人输入语音进行采集，对输入语音进行预处理，所述的预处理包括语音信号采样、反混叠带通滤波，去除个体发音差异，去除设备、环境引起的噪声影响；所述的字库匹配模块与所述的图像识别模块和条形码识别模块连接；所述的字库匹配模块用于根据图像识别模块和条形码识别模块的识别结果与字库匹配模块中的存储的各地名进行匹配，并将匹配后的结果输送给蓝牙耳机模块和根据语音采集模块的采集结果与储存有各种地点名词的声音模式库之间的相似度进行匹配，判断盲人输入的目的地；所述的语音识别模块对于每一路声音信号，按照下述公式对所述声音信号中的每一帧声音信号进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声谱N(w,n)：其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αu、αd为预设系数且0<αd<αu<1;w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；按照下述公式对每一帧声音信号的短时傅里叶变换进行二值化处理得到二值谱Xb(w,n)：Tb为预设第一阈值；将其中一路声音信号对应的Ka个二值谱与另一路声音信号对应的Kb个二值谱进行两两间的相干性匹配得到第一匹配结果，所述第一匹配结果包括匹配度最高的一组二值谱对应的匹配位置和匹配度，Ka、Kb均为正整数；对于每一路声音信号，按照下述公式计算所述声音信号中的每一帧声音信号的功率谱P(w,n)：其中，X(w,n)表示所述声音信号的短时傅里叶变换；αp为预设系数且0＜αp＜1；w表示频域上的频点序号；n表示时域上的帧序号；按照下述公式计算每一帧声音信号的功率谱的谱间相关性DP(w,n)：DP(w,n)＝|P(w+1,n)-P(w,n)|按照下述公式对所述谱间相关性DP(w,n)进行噪声跟踪，获取每一帧声音信号的噪声功率谱的谱间相关性NDP(w,n)：其中，βu、βd为预设系数且0＜βd＜βu＜1。进一步，所述的嵌入式最小系统内置有语音及按键指令集；所述的嵌入式最小系统分别通过红外无线通信模块、3G/GPRS网络通信模块、卫星定位导航模块建立与公交信息站点、云端公交信息数据库及云端语音信息数据库、卫星定位导航系统的连接，同时通过语音输入输出设备和按键电路收发语音及接收按键指令进行导盲功能的操作设置，以及通过超声波测距电路实现对公交车辆的测距和障碍的检测。进一步，所述的盲道图像采集模块对采集的盲道图像进行预处理，通过图像灰度修正、去噪、锐化和边缘增强，去除干扰、噪声及差异，提高图像中盲道部分的亮度值；所述的盲道轮廓提取模块结合盲道先验知识，识别盲道形状、颜色与边缘，从周围环境中提取盲道的边缘轮廓并对提取出的盲道区域进行图像分割，探测提示盲道内提示图标；所述的图像结果输出模块与所述的振动模块和蓝牙耳机模块连接，用于结合微处理器中存储的盲道先验知识，对图像分割后的盲道进行分类判决，判断盲道上有无障碍，识别盲道提示图标并输出其对应提示信息。进一步，所述的条形码识别模块9与所述的云数据存储模块连接，该条形码识别模块包括摄像单元、条形码识别单元、编码查询单元、数据库、视频处理单元、显示单元、目标表面附着的条形码，摄像单元负责获取目标图像，条形码识别单元负责识别目标条形码的编码，编码查询单元负责以编码检索数据库中编码对应的标识及信息，视频处理单元负责标识及信息的视频插入，显示单元负责显示包含目标标识及信息的视频图像。所述的中央处理模块模块11包括多功能显示屏11-1，太阳能板11-2，故障报警结构11-3，总开关按钮11-4，控制芯片11-5，盲人识别调节按键11-6和输入端11-7，所述的总开关按钮11-4通过电性连接设置在盲人识别调节按键11-6的上部左侧，所述的报警结构11-3通过电性连接设置在盲人识别调节按键11-6的右侧，所述的输入端11-7设置在盲人识别调节按键11-6的右侧位置。所述的多功能显示屏11-1通过电性连接设置在盲人识别调节按键11-6的上部，所述的多功能显示屏11-1具体采用液晶LED显示屏，使用方便。所述的太阳能板11-2通过电性连接设置在多功能显示屏11-1的上部，所述的太阳能板11-2具体采用太阳能电池板，储电用电方便，节能环保。所述的控制芯片11-5通过电性连接设置在盲人识别调节按键11-6的左侧，所述的控制芯片11-5具体采用440BX芯片组，控制方便。所述的故障报警结构11-3包括震动片11-3-1，报警闪烁灯11-3-2和报警语音喇叭11-3-3，所述的报警闪烁灯11-3-2通过电性连接设置在报警语音喇叭11-3-3的左侧。所述的报警语音喇叭11-3-3通过电性连接设置在报警闪烁灯11-3-2的右侧。所述的震动片11-3-1通过电性连接设置在报警闪烁灯11-3-2的上部，所述的震动片11-3-1具体采用橡胶材料制成的震动片，震动提醒盲人，使用灵活。所述的报警语音喇叭11-3-3通过电性连接设置在报警闪烁灯11-3-2的右侧，所述的报警语音喇叭11-3-3具体采用小型扩音报警喇叭，安全可靠。在使用的时候，首先打开总开关按键，导盲杖开始工作，执行对系统各部件的模块初始化。打开导航按键，人机交互子系统识别起始点与目的地，确定目的地。起始点A可由GPS定位确定，终点B由语音识别模块识别盲人输入的目的地语言信息确定。导航子系统接收语音识别模块的起始点与目的地信息，设计导航路线；导航路线通过语音识别模块和蓝牙耳机模块反馈给盲人，盲人通过确定、取消按键进行进一步选择，得出最终的导航路线，通过蓝牙耳机模块引导盲人沿着导航路线行进，执行步行、搭乘公交车、打车等动作，引导盲人顺利到达目的地，整个导航过程的线路图及路障被记录到云数据存储模块中，下次再走相同路线的时候，可直接通过GPS导航定位行走路线。本发明的振动导盲通过振动模块，蓝牙耳机模块和中央处理模块将道路信息与使用者实时交流，并能通过语音识别模块识别使用者的语音并制定相关行走路线，通过图像识别模块有效识别盲道与公交信息，协助盲人安全独立的出行。以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明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，均属于本发明技术方案的范围内。