一种新型可穿戴导盲设备及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种新型可穿戴导盲设备及其工作方法。所述导盲设备能够自动监测使用环境，提示使用者切换工作模式，提供相应的引导信息；系统根据工作模式自动关闭冗余功能模块，降低能耗，延长设备工作时间；通过触点组合表示复杂的导盲信号，隐私性更好。
【背景技术】
[0002]盲人是社会的弱势群体，单独出行困难，活动范围受限。目前，盲人出行主要依靠盲杖和导盲犬的帮助。导盲犬需要长时间训练，价格昂贵，而且饲养麻烦。盲杖虽然使用方便，价格低廉，但探测范围小，难以及时探测到胸部以上障碍物。另外，相对于盲道、人行道等简单环境，在红绿灯交叉路口、人车混杂路段以及没有交通标示的环境，盲人仅仅依靠盲杖出行更加困难和危险。
[0003]目前已有很多关于导盲设备的技术发明，然而不是功能过于简单，实用性十分有限，就是能耗太大，不能长时间续航，因此市场上仍然没有成熟的导盲设备出现。在综合分析已有导盲设备的优缺点基础上，本发明提出了一种新型的可穿戴导盲设备，该设备按照环境不同所需导盲信息也不同的原则，通过工作模式切换方式实现了在典型生活场景中的安全出行，并且用户体验更好。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种新型可穿戴导盲设备及其工作方法。所述工作模式包括但不限于:人行步道模式，红绿灯交叉路口模式，自由模式。所述导盲设备包括但不限于中央处理器、输入模块、语音识别模块、图像处理模块、输出模块、通信模块、电源模块、功能器件集成载体。所述输入模块进一步包括但不限于:前置图像采集模块、侧置图像采集模块、测距模块、人机交互模块。所述图像采集模块进一步包括但不限于摄像头。所述测距模块进一步包括但不限于超声波测距器件、激光测距器件、雷达测距器件。所述人机交互模块进一步包括但不限于触摸式输入器件、语音式输入器件。所述输出模块进一步包括但不限于:声音信号输出器件、振动信号输出器件、触点信号输出器件。所述通信模块进一步包括但不限于:有线通信模块、无线通信模块。所述电源模块进一步包括但不限于:化学电池、太阳能电池。所述功能模块集成载体进一步包括但不限于:眼镜、帽子、手环、手表、戒指等可穿戴载体。本发明具体特征如下:
[0005]本发明所述导盲设备可以根据所处环境切换工作模式，其工作模式对应的环境特征如下:
(Al)人行步道模式:指盲道、人行步道等具有明显交通标志的环境，或者如使用者居住的生活区等熟悉的环境；
(A2)红绿灯交叉路口模式:指红绿灯交通信号正常工作，且交通通畅的交叉路口环境; (A3)自由模式:指除上述两种模式外的其它环境。
[0006]本发明所述导盲设备触发工作模式切换的情况如下:
(BI)启动前置图像采集模块，系统自动监测所处环境模式是否发生变化；
(B2)关闭前置图像采集模块，使用者自主发现所处环境模式是否发生变化；
[0007]本发明所述导盲设备自动监测所处环境模式是否发生变化的工作方式为:
(Cl)启动前置图像采集模块，获取所处环境图像；
(C2)图像处理模块提取环境特征，判定所处环境模式；
(C3)若环境模式发生变化，输出模块向使用者发出提示信息。
[0008]本发明所述导盲设备的工作模式切换方法为:由使用者最终判断所处环境模式，通过人机交互模块，人工设置工作模式。
[0009]本发明所述导盲设备人行步道模式的工作方式如下:
(Dl)启动测距模块，关闭侧置图像采集模块；
(D2)测距模块检测障碍物信息；
(D3)输出模块发出指令通知使用者。
[0010]本发明所述导盲设备红绿灯交叉路口模式的工作方式如下:
(El)启动前置图像采集模块，关闭测距模块和侧置图像采集模块；
(E2)图像处理模块检测红绿灯信息；
(E3)输出模块发出指令通知使用者。
[0011]本发明所述导盲设备自由模式的工作方式如下:
(Fl)启动测距模块和全部图像采集模块；
(F2)测距模块检测障碍物信息；
(F3)图像处理模块检测周边环境移动物体信息；
(F4)输出模块发出指令通知使用者。
[0012]本发明所述图像采集模块要求安装在人体肩部以上。
[0013]本发明所述输出模块通过触点组合传递与语音输出等效的导盲信号。
[0014]本发明所述电源模块通过化学电池和太阳能电池结合供电的方式能够延长设备工作时间。
[0015]与现有技术相比，本发明所述可穿戴导盲设备的有益效果包括:
(Gl)自动监测所处环境，向使用者建议工作模式；
(G2)根据使用者所处环境切换工作模式，提供针对性引导信息；
(G3)根据工作模式关闭冗余功能模块，降低能耗，延长设备工作时间；
(G4)触点组合传递导盲信号比语音传递隐私性更好；
(G5)采用太阳能电池结合化学电池的供电方式，延长设备工作时间。
【附图说明】
[0016]参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域的技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。
[0017]图1为本发明所述可穿戴导盲设备的系统结构图；
[0018]图2为本发明所述可穿戴导盲设备的系统工作流程图；
[0019]图3为本发明所述可穿戴导盲设备实施例的组装示意图，其中I为帽子载体，2为前置摄像头，3为侧置摄像头，4为超声波发射器，5为超声波接收器，6为耳机，7为设备开关，8为太阳能电池，9为化学电池，10为处理器集成系统模块，内含操作系统、图像处理系统、语音识别系统、通信系统等，11为手环载体，12为单选键(自动监测)，13单选建(语音输入)，14单循环键(输出模式)，15为选择键(工作模式)，16为麦克风，17为触点式输出器，18为振动器。
【具体实施方式】
[0020]图3及以下说明描述了本发明的可选实施方案，以此教导本领域技术人员如何实