一种盲人导盲装置及其控制方法与流程

本发明涉导盲领域，特指一种盲人导盲装置及其控制方法。

背景技术：

随着科技的进步，传感器技术、图像处理技术也日渐成熟，能够应用于很多的领域，传感器技术和图像处理技术能够代替人眼工作，能够进行物体有无检测、产品探伤、人脸识别、道路识别、距离检测等。

目前我国盲人数量庞大，盲人出行往往存在着困难，目前常用的导盲方式主要是依赖盲道和导盲犬来进行导盲；然而我国现在的盲道存在着被破坏、占用和堆放危险物品的状况。而采用导盲犬进行导盲时，培育一只导盲犬的价格高昂；且很多公共场所禁止宠物进入。

综上所述，将传感器检测技术和图像处理技术应用到盲人导盲当中，是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种盲人导盲装置及其控制方法，以帮助盲人克服行走上的困难。

本发明采用的技术方案如下：

一种盲人导盲装置，它包括外壳，所述外壳包括弧形正面、底面、左右两侧面和后侧面；述外壳左右两侧面中心处贯穿有一横轴，所述外壳与横轴固定连接；所述横轴两端上设置有三星轮；所述横轴中心位置处连接有一推杆，该推杆贯穿外壳后侧面；所述推杆没有与横轴连接的一端上设置有把手；所述外壳正面上设置有用于检测前方路面平整度的路面平整度检测模块和用于检测前方障碍物的避障模块；所述把手上装设有用于告知道路状况给盲人用户的警示模块；所述外壳内设置有导盲控制系统；所述路面平整度检测模块、避障模块和警示模块连接受控于外壳内的导盲控制系统。

由于上述结构，盲人握住把手，推动导盲装置移动，导盲装置作为盲人行走过程中的辅助支撑工具，保证盲人行走过程中的安全，避免盲人碰撞物体和跌倒；所述路面平整度检测模块、避障模块和警示模块在导盲控制系统的作用下能够自动识别道路状况，并将道路状况告知给盲人用户，使盲人用户自行判断道路状况，进而注意行走安全。为盲人的行走带来的方便。

进一步的，所述三星轮包括“Y”型支架，所述“Y”型支架的每个端点上都安装有一个滚轮；所述“Y”型支架的中心安装在横轴上。

由于三星轮的存在，该三星轮能够翻过道路上矮小的低级台阶，便于导盲装置的继续推行前进。

进一步的，所述推杆与横轴活动连接，所述外壳后侧壁上开设有贯通的竖槽，以使推杆绕横轴上下转动时，推杆能在竖槽内滑动。

由于上述结构，推杆活动连接在横轴上，进而推杆能够上下转动，这样能够方便不同身高的人群使用；以使推杆位置高度满足他们的身高需求。

进一步的，所述路面平整度检测模块安装在外壳正面靠近底面处，使其检测方向沿正前方水平面向下倾斜30～45°；所述避障模块安装在外壳正面靠近后侧面处，使其检测方向水平向前。

进一步的，所述外壳内底部设置有控制箱，所述控制箱内设置有导盲控制系统；所述控制箱底部设置有用铅制成的配重，以使外壳始终保持竖直状态。

由于上述结构，用于外壳是固定在单根横轴上的，其平衡是不能保证的，而在控制箱底部设置配重能够使外壳像不倒翁一样始终保持竖直状态，进而保证传感器处在正常的工作位置。

进一步的，所述导盲控制系统包括中央处理器，所述中央处理器上连接有启动按钮、停止按钮、电源模块、路面平整度检测模块、避障模块、警示模块；

所述启动按钮和停止按钮安装在把手上；

所述路面平整度检测模块包括路面检测摄像头和路面图像处理模块，所述路面检测摄像头通过路面图像处理模块与中央处理器相连；

所述避障模块安括障碍物检测摄像头、障碍物图像处理模块和用于检测障碍物到机体距离的红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器；所述障碍物检测摄像头通过障碍物图像处理模块与中央处理器相连；所述红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器直接与中央处理器相连；

所述警示模块包括振动器和喇叭，所述振动器和喇叭均连接在中央处理器上。

进一步的，所述中央处理器上还连接有安装在把手上的语音输入模块和用于定位和导航的GPS模块；所述语音输入模块包括语音接收器和语音识别模块，所述语音接收器通过语音识别模块与中央处理器相连；所述语音识别模块包括用户识别模块和导航信息识别模块。

进一步的，所述导盲控制系统还连接有远程呼救系统，所述远程呼救系统包括远程呼救系统中央处理器和连接在远程呼救系统中央处理器上的呼救喇叭；所述中央处理器与呼救系统中央处理器通过无线网络信号进行连接；所述中央处理器上还连接有安装在把手上的远程呼救按钮。

一种盲人导盲装置的控制方法，它包括上述盲人导盲装置的全部特征，所述盲人导盲装置的控制方法包括如下步骤：

步骤1：按下启动按钮，电源模块为中央处理器供电，导盲控制系统开始工作；

步骤2：语音接收器接收盲人用户的语音信号，该语音信号包括盲人用户要到达的目的地信息；

步骤3：语音识别模块中的用户识别模块识别该语音信号是否为指定盲人用户发出的语音；是，则进入下一步，否，则回到步骤1；

步骤4：语音识别模块中的导航信息识别模块读取语音信号中的目的地信息；

步骤5：GPS模块定位当前位置，并规划当前位置到目的地的路径，将规划好的路径信息发送给中央处理器；中央处理器接收路径信息后，发送导航信息给喇叭，使喇叭语音播放导航信息，使盲人用户按语音导航信息行走；

步骤6：路面检测摄像头检将检测到的路面图像信息发送给路面图像处理模块进行分析，以获取路面平整度状况信息，然后中央处理器接收路面平整度状况信息并控制喇叭语音播放路面状平整度况信息给盲人用户；

步骤7：当检测到的路面平整度状况不适合盲人通行时，中央处理器发送报警信息给振动器，使振动器震动，以警示盲人用户；若路面平整度状况适合盲人通行则中央处理器不发送报警信息给振动器，震动器不震动；

步骤8：障碍物检测摄像头将检测到的前方障碍物图像信息发送给障碍物图像处理模块进行分析，以获取障碍物的形状大小信息，然后中央处理接收障碍物的形状大小信息并控制喇叭语音播放障碍物的形状大小信息给盲人用户，便于盲人判断行走路径；

步骤9：红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器检测前方障碍物的到机体的距离，将检测到的距离发送给中央处理器，中央处理器再发送距离信号给喇叭使喇叭语音播放前方障碍物距离给盲人用户；

步骤10：当需要呼救是，按下呼救按钮，中央处理器接收到呼救按钮发出的呼救信号后，通过无线网络将该呼救信号发送给呼救系统中央处理器，呼救系统中央处理器接收该呼救信号后，控制呼救喇叭工作播放呼救语音。

步骤11：按下停止按钮，电源模块停止为中央处理器供电，导盲控制系统停止工作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的导盲装置，能够语音自动导航，为盲人规划行进路线，能够自动检测前方的障碍物，检测路面的平整状况，能够语音播报路面状况，便于盲人判断路面状况。能够跨越低阶台阶，提高了盲人在行进过程中的安全。

附图说明

图1是本发明的整体结构简图；

图2是本发明的外壳结构简图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种盲人导盲装置，它包括外壳6，所述外壳6包括弧形正面、底面、左右两侧面和后侧面；述外壳6左右两侧面中心处贯穿有一横轴5，所述外壳6与横轴5固定连接；所述横轴5两端上设置有三星轮；所述横轴5中心位置处连接有一推杆2，该推杆2贯穿外壳6后侧面；所述推杆2没有与横轴5连接的一端上设置有把手1；所述外壳6正面上设置有用于检测前方路面平整度的路面平整度检测模块8和用于检测前方障碍物的避障模块9；所述把手1上装设有用于告知道路状况给盲人用户的警示模块；所述外壳6内设置有导盲控制系统；所述路面平整度检测模块8、避障模块9和警示模块连接受控于外壳6内的导盲控制系统。

所述三星轮包括“Y”型支架4，所述“Y”型支架4的每个端点上都安装有一个滚轮3；所述“Y”型支架4的中心安装在横轴5上。

所述推杆2与横轴5活动连接，所述外壳6后侧壁上开设有贯通的竖槽，以使推杆2绕横轴5上下转动时，推杆2能在竖槽内滑动。

所述路面平整度检测模块8安装在外壳6正面靠近底面处，使其检测方向沿正前方水平面向下倾斜30～45°；所述避障模块9安装在外壳6正面靠近后侧面处，使其检测方向水平向前。

所述外壳6内底部设置有控制箱，所述控制箱内设置有导盲控制系统；所述控制箱底部设置有用铅制成的配重，以使外壳6始终保持竖直状态。

所述导盲控制系统包括中央处理器，所述中央处理器上连接有启动按钮、停止按钮、电源模块、路面平整度检测模块8、避障模块9、警示模块；

所述启动按钮和停止按钮安装在把手1上；

所述路面平整度检测模块8包括路面检测摄像头和路面图像处理模块，所述路面检测摄像头通过路面图像处理模块与中央处理器相连；

所述避障模块9安括障碍物检测摄像头、障碍物图像处理模块和用于检测障碍物到机体距离的红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器；所述障碍物检测摄像头通过障碍物图像处理模块与中央处理器相连；所述红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器直接与中央处理器相连；

所述警示模块包括振动器和喇叭，所述振动器和喇叭均连接在中央处理器上。

所述中央处理器上还连接有安装在把手1上的语音输入模块和用于定位和导航的GPS模块；所述语音输入模块包括语音接收器和语音识别模块，所述语音接收器通过语音识别模块与中央处理器相连；所述语音识别模块包括用户识别模块和导航信息识别模块。

所述导盲控制系统还连接有远程呼救系统，所述远程呼救系统包括远程呼救系统中央处理器和连接在远程呼救系统中央处理器上的呼救喇叭；所述中央处理器与呼救系统中央处理器通过无线网络信号进行连接；所述中央处理器上还连接有安装在把手1上的远程呼救按钮。

一种盲人导盲装置的控制方法，它包括上述盲人导盲装置的全部特征，所述盲人导盲装置的控制方法包括如下步骤：

步骤1：按下启动按钮，电源模块为中央处理器供电，导盲控制系统开始工作；

步骤2：语音接收器接收盲人用户的语音信号，该语音信号包括盲人用户要到达的目的地信息；

步骤3：语音识别模块中的用户识别模块识别该语音信号是否为指定盲人用户发出的语音；是，则进入下一步，否，则回到步骤1；

步骤4：语音识别模块中的导航信息识别模块读取语音信号中的目的地信息；

步骤5：GPS模块定位当前位置，并规划当前位置到目的地的路径，将规划好的路径信息发送给中央处理器；中央处理器接收路径信息后，发送导航信息给喇叭，使喇叭语音播放导航信息，使盲人用户按语音导航信息行走；

步骤6：路面检测摄像头检将检测到的路面图像信息发送给路面图像处理模块进行分析，以获取路面平整度状况信息，然后中央处理器接收路面平整度状况信息并控制喇叭语音播放路面状平整度况信息给盲人用户；

步骤7：当检测到的路面平整度状况不适合盲人通行时，中央处理器发送报警信息给振动器，使振动器震动，以警示盲人用户；若路面平整度状况适合盲人通行则中央处理器不发送报警信息给振动器，震动器不震动；

步骤8：障碍物检测摄像头将检测到的前方障碍物图像信息发送给障碍物图像处理模块进行分析，以获取障碍物的形状大小信息，然后中央处理接收障碍物的形状大小信息并控制喇叭语音播放障碍物的形状大小信息给盲人用户，便于盲人判断行走路径；

步骤9：红外线距离检测传感器或超声波距离检测传感器检测前方障碍物的到机体的距离，将检测到的距离发送给中央处理器，中央处理器再发送距离信号给喇叭使喇叭语音播放前方障碍物距离给盲人用户；

步骤10：当需要呼救是，按下呼救按钮，中央处理器接收到呼救按钮发出的呼救信号后，通过无线网络将该呼救信号发送给呼救系统中央处理器，呼救系统中央处理器接收该呼救信号后，控制呼救喇叭工作播放呼救语音；

步骤11：按下停止按钮，电源模块停止为中央处理器供电，导盲控制系统停止工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。