盲人辅助手套的制作方法

1.本实用新型涉及视障辅助技术领域，特别是涉及一种盲人辅助手套。


背景技术：

2.盲人由于视觉缺失，不得不通过听觉、触觉等来获取信息。他们在日行走的过程中会有很多障碍，需要通过拐杖走路或者借助导盲犬来指引方向，这极大的影响着他们的生活质量。现有的盲人辅助系统大多通过声音为盲人提供路面信息，由于声音所传达的信息有限且具有长达几秒甚至十几秒的时延，不能实时传递路面信息。


技术实现要素：

3.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种盲人辅助手套，包括：
4.手套面料，所述手套面料包括掌心部位和掌背部位；
5.电路板，镶嵌于所述手套面料的掌心部位；
6.视觉处理装置，位于所述电路板朝向所述手套面料外部的一侧，至少用于获取环境的图像信息，并将获取的所述图像信息处理为二值图像信息；
7.触觉感知装置，位于所述电路板朝向所述手套面料内部的一侧，与所述视觉处理装置相连接，用于根据所述二值图像信息生成触觉信息。
8.可选地，所述视觉处理装置包括：
9.摄像头，用于获取环境的图像信息；
10.处理器，所述处理器包括第一处理器，与所述摄像头相连接，用于将获取的所述图像信息处理为所述二值图像信息。
11.可选地，所述触觉感知装置包括：
12.触觉感知板；
13.信号排线，与所述电路板相连接；
14.多个触觉发生装置，呈阵列排布于所述触觉感知板的表面，用于根据所述二值图像信息生成所述触觉信息。
15.可选地，所述触觉发生装置内部安装有第一电磁线圈、第二电磁线圈、第三电磁线圈、磁性感触棒、转动轴以及支架；所述支架竖直安装于所述触觉发生装置中央，所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈与所述支架成轴对称，安装于所述触觉发生装置两侧；所述第三电磁线圈安装于所述支架底部；所述转动轴贯穿所述磁性感触棒中央，且安装于所述支架两侧的轴承中；所述信号排线通过所述触觉感知板的内部电路控制各个触觉发生装置中的所述第一电磁线圈、所述第二电磁线圈及所述第三电磁线圈。
16.可选地，所述盲人辅助手套还包括：以太网接口及充电接口，所述以太网接口位于所述电路板超向所述手套面料外部的一侧；所述充电接口与所述视觉处理装置及所述触觉感知装置相连接。
17.可选地，所述盲人辅助手套还包括充电系统，所述充电系统经由电路板与所述充
电接口相连接。
18.可选地，所述充电系统包括电池盒，所述电池盒位于所述手套面料的掌背部位。
19.可选地，所述手套面料的掌背部位设有太阳能电池接口，所述充电系统还包括太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池位于所述太阳能电池接口内，且与所述蓄电池通过导线相连接，所述蓄电池经由所述电路板与所述充电接口相连接。
20.可选地，所述视觉处理装置还包括测距传感器及加速度传感器，所述测距传感器用于测量障碍物的距离信息；所述处理器还包括第二处理器，所述第二处理器用于根据所述二值图像信息、所述距离信息及加速度信息得到语音播报信息；所述盲人辅助手套还包括盖板和语音播报装置，所述盖板覆盖于所述视觉处理装置的外围，且所述盖板上设有引出开孔；所述语音播报装置位于所述电路板朝向外部的一侧，与所述第二处理器相连接，用于将所述语音播报信息播报。
21.可选地，所述语音播报装置包括扬声器、耳机接口及语音开关，所述扬声器和所述耳机接口位于所述电路板朝向所述手套面料外部的一侧，并与所述第二处理器相连；所述语音开关位于所述扬声器和所述耳机接口与所述第二处理器的连接线路上。
22.如上所述，本实用新型的盲人辅助手套，具有以下有益效果：
23.本实用新型利用图像处理技术、触觉感知模块可以将摄像头获取的复杂的图像信息得到二值画面并转换成触觉信息传达给盲人，盲人通过手掌的触觉感知，可以获取路面及其他视觉信息，能够有效辅助盲人在行走的过程中识别盲道、躲避障碍，能够有效协助盲人获取画面信息，帮助盲人感知世界。同时本实用新型具有体积小巧、结构简单、使用方便、效果好、成本低等优点。
24.本实用新型通过语音播报模块将避让障碍物的方向信息传达给盲人，盲人通过语音播报提示，可以更清晰的获取路面及其他视觉信息。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例一中提供的盲人辅助手套的结构示意图；其中(a)图为盲人辅助手套掌心侧的结构示意图，(b)图为盲人辅助手套掌背侧的结构示意图。
26.图2为本实用新型实施例二中提供的视觉处理装置及语音播报装置的结构示意图。
27.图3为本实用新型实施三中的提供的触觉感知装置的结构示意图。
28.图4为本实用新型实施三中的提供的触觉感知装置中的触觉发生装置的结构示意图。
29.元件标号说明：
30.101、手套面料，102、电路板基座，103、电池盒，104、太阳能电池接口，201、摄像头，202、测距传感器，203、处理器，204、电路板，205、盖板，206、充电接口，207、以太网接口，208、加速度传感器，301、第一电磁线圈，302、第二电磁线圈，303、第三电磁线圈，304、支架，305、转动轴，306、磁性感触棒，307、触觉感知板，308、触觉发生装置，309、信号排线，501、扬声器，502、耳机接口，503、语音开关。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。
33.本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
34.现有的盲人辅助系统大多通过声音为盲人提供路面信息，由于声音所传达的信息有限且具有长达几秒甚至十几秒的时延，不能实时传递路面信息。
35.实施例一
36.请参阅图1及图2所示，本实用新型提供一种盲人辅助手套，包括：手套面料101，所述手套面料101包括掌心部位(未示出)和掌背部位(未示出)；电路板204，所述电路板204镶嵌于所述手套面料101的掌心部位，具体的，电路板204设置于一电路板基座102上，所述电路基板102位于所述掌心部位，所述电路基板102的边缘与所述手机面料101缝合并用胶水加固；视觉处理装置(未标示出)，所述视觉处理装置位于所述电路板204朝向所述手套面料101外部的一侧，至少用于获取环境的图像信息，并将获取的所述图像信息处理为二值图像信息；触觉感知装置(未标示出)，所述触觉感知装置位于所述电路板204朝向所述手套面料101内部的一侧，与所述视觉处理装置相连接，用于根据所述二值图像信息生成触觉信息。
37.本实用新型利用图像处理技术、触觉感知模块可以将视觉处理装置获取的复杂的图像信息得到二值画面并转换成触觉信息传达给盲人，盲人通过手掌的触觉感知，可以获取路面及其他视觉信息，能够有效辅助盲人在行走的过程中识别盲道、躲避障碍，能够有效协助盲人获取画面信息，帮助盲人感知世界。同时本实用新型具有体积小巧、结构简单、使用方便、效果好、成本低等优点。
38.实施例二
39.请结合图1继续参阅图2，本实施例中还提供一种盲人辅助手套，本实施例中盲人辅助手套的具体结构与实施例一中的盲人辅助手套具体结构大致相同，二者的区别在于，本实施例中的盲人辅助手套相较于实施例一中的盲人辅助手套还包括更多其他结构。
40.作为示例，所述视觉处理装置包括：摄像头201，所述摄像头201用于获取环境的图像信息；处理器203，所述处理器203包括第一处理器(未示出)，所述第一处理器与所述摄像头201相连接，用于将获取的所述图像信息处理为所述二值图像信息。具体的，所述第一处理器通过将获取的所述图像信息进行滤波、降噪、二值化、提取轮廓及缩小等处理，可以将所述图像信息处理为所述二值图像信息。
41.作为示例，如图3所示，所述触觉感知装置包括：触觉感知板307，位于所述电路板
204朝向所述手套面料101内部的一侧；信号排线309，所述信号排线309与所述电路板204相连接；多个触觉发生装置308，所述触觉发生装置308呈阵列排布于所述触觉感知板307的表面，用于根据所述二值图像信息生成所述触觉信息。
42.作为示例，请参阅图4，所述触觉发生装置308内部安装有第一电磁线圈301、第二电磁线圈302、第三电磁线圈303、磁性感触棒306、转动轴305以及支架304；所述支架304竖直安装于所述触觉发生装置308中央，所述第一电磁线圈301、所述第二电磁线圈302与所述支架304成轴对称，安装于所述触觉发生装置308两侧；所述第三电磁线圈303安装于所述支架304底部；所述转动轴305贯穿所述磁性感触棒306中央，且安装于所述支架304两侧的轴承中；所述信号排线309通过所述触觉感知板307的内部电路控制各个触觉发生装置308中的所述第一电磁线圈301、所述第二电磁线圈302及所述第三电磁线圈303。
43.所述触觉发生装置308的工作原理为：当所述触觉发生装置308所接受到的信号为0时，所述第一电磁线圈301、所述第二电磁线圈302通电流，所述第三电磁线圈303不通电流，所述磁性感触棒306将受到所述第一电磁线圈301和所述第二电磁线圈302的磁性吸引，平行于所述触觉感知板307；当所述触觉发生装置38所接受到的信号为1时，所述第一电磁线圈301、所述第二电磁线圈302不通电流，所述第三电磁线圈303通电流，所述磁性感触棒306将受到所述第三电磁线圈303磁性吸引，垂直于所述触觉感知板307；盲人佩戴了正常运行的基于触觉感知的盲人辅助手套后，可以感受到垂直于所述触觉感知板307的所述磁性感触棒306，不能感受到平行于所述触觉感知板307的所述磁性感触棒306，进而可以感知到所述摄像头201所获取的图像信息。具体的，所述处理器203将得到的二值图像通过所述信号排线309传输至所述触觉感知板307，所述触觉感知板307上成阵列安置的数个所述触觉发生装置308会根据二值图像中对应坐标的信息做出相应的动作；所述触觉感知板307上的数个所述触觉发生装置308共同作用，可以将二值图像信息通过触觉传递到盲人的手掌部位；本实用新型通过触觉使盲人获取二值图像信息，帮助寻找盲道、识别障碍，进而辅助盲人行走。
44.作为示例，请继续参阅图2，所述盲人辅助手套还包括：以太网接口207及充电接口206，所述以太网接口207及所述充电接口206均位于所述电路板204超向所述手套面料101外部的一侧；所述充电接口206与所述视觉处理装置及所述触觉感知装置相连接。具体的，所述充电接口206可以为低压充电接口，譬如可以为3v、4v、5v、6v或7v充电接口。
45.作为示例，所述盲人辅助手套还包括充电系统(未标示出)，所述充电系统经由电路板204与所述充电接口206相连接。
46.作为示例，如图1所示，所述充电系统包括电池盒103，所述电池盒103位于所述手套面料101的掌背部位。所述电池盒103的边缘与所述手套面料101缝合并用胶水加固。所述电池103中可以安置微型电池给整个系统供电。
47.作为示例，请继续参阅图1，所述手套面料101的掌背部位设有太阳能电池接口104，所述太阳能电池接口104的边缘与所述手套面料101缝合并用胶水加固，所述充电系统还包括太阳能电池板(未示出)和蓄电池(未示出)，所述太阳能电池位于所述太阳能电池接口104内，且与所述蓄电池通过导线相连接，所述蓄电池经由所述电路板204与所述充电接口206相连接。所述太阳能电池板为所述蓄电池供电，所述蓄电池为整个系统供电。
48.作为示例，请继续参阅图2，所述视觉处理装置还包括测距传感器202及加速度传
感器208，所述测距传感器202用于测量障碍物的距离信息；所述处理器203还包括第二处理器，所述第二处理器用于根据所述二值图像信息、所述距离信息及加速度信息得到语音播报信息；所述盲人辅助手套还包括盖板205和语音播报装置，所述盖板205覆盖于所述视觉处理装置的外围，且所述盖板205上设有引出开孔；所述语音播报装置位于所述电路板204朝向外部的一侧，与所述第二处理器相连接，用于将所述语音播报信息播报。本实用新型通过语音播报模块将避让障碍物的方向信息传达给盲人，盲人通过语音播报提示，可以更清晰的获取路面及其他视觉信息。具体的，所述盖板205可以对电路板204、摄像头201、处理器203、以太网接口207、加速度传感器208和测距传感器202起到保护作用。
49.作为示例，所述摄像头201、所述测距传感器202、所述加速度传感器208、所述处理器203和所述以太网接口207可以焊接于所述电路板204的同一侧。
50.作为示例，所述语音播报装置包括扬声器501、耳机接口502及语音开关503，所述扬声器501和所述耳机接口502位于所述电路板204朝向所述手套面料101外部的一侧，并与所述第二处理器相连；所述语音开关503位于所述扬声器501和所述耳机接口502与所述第二处理器的连接线路上。所述语音开关503开启时，所述扬声器501可以播报所述第二处理器输出的所述语音播报信息，当所述耳机接口502接入耳机时，由耳机播报所述语音播报信息。
51.作为示例，本实用新型的盲人手套为左右两只，图1中示意的仅为右手的手套，左手的手套与右手的手套成轴对称，且内部结构完全相同。
52.综上所述，本实用新型采用了视觉-触觉转换技术，摄像头采集图像信息并传输至处理器，处理器会将图像进行滤波、降噪、二值化、提取轮廓、缩小等处理，将复杂的图像转换成简单的二值图像信息。处理器将得到的二值图像通过排线传输至触觉感知板，触觉感知板上成阵列安置的数个触觉发生装置会根据二值图像中对应坐标的信息做出相应的动作。触觉感知板上的述数个触觉发生装置共同作用，可以将二值图像信息通过触觉传递到盲人的手掌部位。本实用新型通过触觉使盲人获取二值图像信息，帮助寻找盲道、识别障碍，进而辅助盲人行走。
53.本实用新型还采用了视觉-声音转换技术，摄像头采集图像信息并传输至处理器，处理器会将图像进行滤波、降噪、二值化、提取轮廓、缩小等处理，将复杂的图像转换成简单的二值图像信息。距离传感器、加速度传感器将距离和加速度信息传输至处理器，处理器结合二值图像、障碍物距离和加速度信息，计算避让障碍物最合理的方向，将方向信息传输至语音播报装置，通过扬声器或耳机接口进行语音播报。
54.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。