1.本发明涉及智能导盲技术领域，尤其是一种智能盲杖及导盲控制方法。
背景技术：
2.据统计，我国目前有1700万视障人士，也就是说每80个人里面就有一个是视力残障人士。其中因其特殊的身体原因和当前社会中服务视障人士的无障碍设施的功能不全或缺失，极大地限制了视障人士参与到日常社会交通活动中。如何能让视障人士更加安全、便捷、高效地参与到交通出行中来是当前社会亟待解决的一项重要问题。现实生活中，绝大多是视障人士出行都是在他人陪同或使用导盲犬来完成的，但是需要他人陪同才能出行给视障人士带来了极大的不便，并且现如今导盲犬训练成本极高，且数量十分稀少，绝大多数视障人士家庭难以担负这些费用。
3.此外，大多数视障人士出行都会选着使用导盲杖。但是，现阶段的导盲杖大多功能单一，再加上恶劣的盲道环境，仅仅依靠导盲杖试探前方道路情况早已不能满足视障人士安全、高效的出行需求了。另外，还有一些导盲杖，虽能能实现简单的探测功能来帮助视障使用者规避障碍物，但是在乘坐公共交通工具时的人机交互和出行携带等方面十分不便。
技术实现要素：
4.本发明目的就是为了解决现有导盲杖功能单一、导盲效果差的问题，提供了一种智能盲杖，可以检测并帮助视障人士规避障碍物，减少视障人士偏离盲道的情况，有效地保障视障人士的出行安全，能够给视障人士使用者提供良好的使用体验。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种智能盲杖，包括杖杆和杖头，杖杆的底部设有超声波测距仪，杖杆的上下两端内置led灯，led灯的下方设有一个光敏电阻，杖杆的中部连有图像识别装置，杖杆的外表面连有太阳能板，太阳能板与杖杆内的蓄电池相连，以用于日常为盲杖蓄电池充电；杖头上设有紧急求助按钮、位置发射按钮和测距仪开关，杖头内设有微型震动马达、加速度传感器、中心处理器、gps定位模块、信号发射器和信号接收器，杖头的顶部还设有相连的语音播报装置和扬声器；超声波测距仪、光敏电阻、图像识别装置、gps定位模块、信号发射器和信号接收器分别通过信号传输线与中心处理器相连，中心处理器再与语音播报系统、微型震动马达和led灯相连，以用于通过处理芯片处理各设备接收的数据并提醒使用者。
6.进一步地，所述图像识别装置为小型摄像头，以用于检测和识别盲道区域，并将检测数据发送到中心处理器。
7.进一步地，所述杖杆的外表面设有荧光涂料，以用于当环境较暗时引起行人或车辆的注意。
8.进一步地，所述太阳能板为弧形板，其弧度与杖杆的弧度相同，以便于与杖杆紧密贴合。
9.为了进一步完成本发明的目的，还提供了一种导盲控制方法，所用装置包括上述智能盲杖，包括：（1）视障人士行走在盲道上时，超声波测距仪检测到盲杖与障碍物之间的距离和偏离盲道中心的距离，并将检测数据传递至中心处理器，当中心处理器确定盲杖与障碍物之间的距离小于预设阈值或偏离距离超过预设阈值时，通知语音播报装置发出语音播报提醒，同时通过微型震动马达发出震动，达到双重提醒的目的；（2）使用中，光敏电阻检测周围环境的光线，并将数据传递至中心处理器，当光感度低于设定值时，中心处理器控制开启led灯，以用于避免视障人士没被发现而发生事故的情况；（3）加速度传感器检测使用者运动状况，并将数据传递至中心处理器，当加速度大于设定值时，中心处理器可进行使用者倒地判断，并将信息发送给设定好的联系人，以便于联系人尽快赶到救护使用者；（4）信号接收器接收附近公交站点或地铁站的路线信息及车辆到站信息，并将信息传递至中心处理器，中心处理器再将信息发送给语音播报装置；（5）当视障人士确定在公交站乘坐公交或地铁后，通过信号发射器将自己所在位置的信息发送给公交或地铁相应系统，以便于让司机将公交车停在对应盲道上下口处或让地铁工作人员帮助自己进入地铁站乘坐地铁。
10.进一步地，所述步骤（1）和步骤（4）中，语音播报装置发出的语音播报通过扬声器传出，以便于盲人在嘈杂环境下仍能收到提示。
11.进一步地，所述步骤（1）中，当盲杖和障碍物之间的距离越近或盲杖与盲道中心的偏离距离越大，则微型震动马达的震感越强，从而保证视障人士出行时的人身安全。
12.进一步地，所述步骤（1）中，图像识别装置对盲道区域进行检测和识别，并将检测数据发送到中心处理器。
13.进一步地，所述步骤（1）~（5）中，太阳能板将太阳能转化为电能，并为蓄电池充电，满足智能导盲杖的续航需求，并且有效避免视障人士使用插座给导盲杖充电的危险情况。
14.与现有技术相比，本发明的技术方案的具体优点在于：（1）可以检测并帮助视障人士规避障碍物，减少视障人士偏离盲道的情况，有效地保障了视障人士的出行安全，能够给视障人士使用者提供良好的使用体验；（2）新型智能导盲杖和控制系统可通过太阳能板充电满足智能导盲杖的续航需求，并且有效避免视障人士使用插座给导盲杖充电的危险情况；（3）通过杖身两侧的小型摄像头对盲道范围进行识别和检测，当检测到盲道区域面积小于阀值时就通过语音和震动提醒视障使用者并指出校正方向；（4）提高了视障人士在乘坐公共交通时的交互便利性，使其能够更好地使用交通工具，方便出行；（5）在盲杖上增设了荧光涂料、led灯等明显标志，提高了其他行人或车辆对视障人士的关注度，有效避免了视障人士没被发现而发生事故的情况；（6）智能实时检测使用者运动状况，当加速度大于一定阀值时可进行倒地判断，并将信息发送给设定好的联系人，提高出行安全性。
附图说明
15.图1为本发明的智能盲杖的结构示意图；图2为本发明的智能盲杖外观结构示意图；图3为本发明的智能盲杖的内部结构图；图4为本发明的智能盲杖的工作流程图。
具体实施方式
16.实施例1为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种智能盲杖及导盲控制方法进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
17.参见图1、图2和图3，一种智能盲杖，包括杖杆1和杖头2，其特征在于：杖杆1的底部设有超声波测距仪3，杖杆1的上下两端内置led灯4，led灯4的下方设有一个光敏电阻5，杖杆1的中部连有图像识别装置6，杖杆1的外表面连有太阳能板7，太阳能板7与杖杆内的蓄电池8相连，以用于日常为盲杖蓄电池充电；杖头2上设有紧急求助按钮9、位置发射按钮10和测距仪开关11，杖头2内设有微型震动马达12、加速度传感器13、中心处理器14、gps定位模块15、信号发射器和信号接收器16，杖头2的顶部还设有相连的语音播报装置17和扬声器18；超声波测距仪3、微型震动马达12、光敏电阻5、图像识别装置6、gps定位模块15、信号发射器和信号接收器16分别通过信号传输线与中心处理器14相连，中心处理器14再与语音播报系统17、微型震动马达12和led灯4相连，以用于通过处理芯片处理各设备接收的数据并提醒使用者。
18.本发明中，太阳能板7的型号为swm100w，生产厂家为mpptsun，用于在导盲杖日常使用中给蓄电池充电，蓄电池用于给整个导盲杖内部系统供电；光敏电阻5选用耐通工业品生产的光敏电阻加继电器模块传感器，用于检测周围环境的明暗程度，并将检测数据发送到中心处理器；超声波测距仪3选用杏侣磐厂家生产的超声波测距模块hc
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sr04，用于检测智能导盲杖与周围障碍物之间的距离和在与盲道中心的偏离距离，并将信息发送至中心处理器；加速度传感器13选用yourcee厂家生产的mpu
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6050三轴陀螺仪6dof模块，用于检测视障使用者的运动状况，当大于一定值时可进行倒地判断，经中心处理器处理后可将其信息发送给设定好的联系人；图像识别装置6，即小型摄像头，选用mathderay厂家生产的迷你有线微型摄像机，带夜市 3.6mm 380线，用于检测和识别盲道区域，并将检测数据发送到中心处理器；中心处理器14选用丢石头厂家生产的树莓派 arm开发板，用于当确定智能导盲杖和障碍物之间距离与检测的盲道区域小于预设阈值时，发出控制指令至语音播报系统以及微型震动马达；同时确定周围环境的明暗程度小于预设值时，发出指令控制led灯；语音播报装置17的型号为ld3320语音识别模块，具备串口版模块+继电器板+语音播报模块，厂家为蕴沐磐，用于根据中心处理器和信号接收器发出的信息，发出语音播报；微型震动马达12选用德士利家装建材生产的rf385振动马达，用于根据中心处理器的信息，发出预设频率的震动，并且可根据智能导盲杖和障碍物之间或与盲道中心的偏
离距离的不同程度来调节震动幅度，智能导盲杖和障碍物之间越近或智能导盲杖与盲道中心的偏离距离越大，震感越强；led灯4的型号为12v低压2w，厂家为博明仕，用于根据中心处理器的指令，发出一定强度的光线；gps定位模块15的型号为gps、北斗双定位模块atk1218
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bd，厂家为yourcee，用于定位使用者的位置；本发明所用无线联网通讯模块为esp8266wifi模块esp无线通信模块。
19.参见图3和图4，本发明中，可通过太阳能板7可随时满足智能导盲杖的续航需求，并且有效避免视障人士使用插座给导盲杖充电的危险情况；通过超声波测距仪3检测智能导盲杖与障碍物之间的距离和检测的盲道区域大小，当中心处理器14确定智能导盲杖和障碍物之间距离和检测的盲道区域面积小于超过预设阈值时，通知语音播报装置17发出语音播报提醒，同时通过微型震动马达12发出震动，达到双重提醒的目的。并且智能导盲杖和障碍物之间越近或智能导盲杖与盲道中心的偏离距离越大，震感越强，从而保证视障人士出行时的人身安全；通过信号接收器接收附近公交站点或地铁站的路线信息及车辆到站信息，并发送给语音播报系统；通过信号发射器用于在视障人士确定在公交站乘坐公交或地铁后将自己所在位置的信息发送给公交或地铁相应系统，便于让司机将公交车停在对应盲道上下口处或让地铁工作人员帮助自己进入地铁站乘坐地铁；通过光敏电阻5检测周围光线，当光感度低于一定值时就会自动开启智能导盲杖周身的led灯，避免视障人士没被发现而发生事故的情况。
20.通过加速度传感器13检测使用者运动状况，当加速度大于一定值时可进行倒地判断，并将信息发送给设定好的联系人。
21.本发明的装置将盲杖智能化，通过信号的处理与转化，方便了视障人士的日常出行和安全监控，更加人性化。
22.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。