基于光传感器的盲文计算机点字输入系统和方法

专利名称：基于光传感器的盲文计算机点字输入系统和方法
技术领域：
本发明涉及计算机输入领域，尤其涉及基于光传感器的盲文计算机点字 输入系统和方法。
背景技术：
io 我国目前普遍采用的盲文方案主要有二种， 一种是1953年由原教育部颁布并在全国推行的盲文方案，简称"现行盲文"，此方案有21个声母、34个 韵母、声调符号和标点符号。它以北京语音为标准，以普通话为基础，以词 为单位，采用分词连写规则。另一种盲文方案是1988年由国家语言文字工作 委员会同意试行推广的盲文改革方案，简称"汉语双拼盲文"，该方案可在两 15 方盲符内表示汉语声、韵、调三要素，整个体系包括字母表、标点符号、 同意分化法、简写法、亚音定字法等，同时也采用分词连写规则。不管采用哪一种盲文方案，它们都是以"盲符"为基本结构，按编码方 案的规则进行排列，并通过触感来感受方案(亦称为点字)。盲符由六个凸点 (5:.)组成， 一个盲符也简称一 "方"。通过六个凸点上有点和无点进行排 20列组合，就可以表达相应的代码。盲文的书写和阅读比较特殊，盲文的书写是在比较厚的纸张上通过打 孑L (点字)实现的。点字时，先把纸张压在点字模板的上下二层之间，然 后在点字模板的导引下，按照盲文编码方案，从右向左进行打孔(点字)；阅读时，则把带有穿透孔的纸张翻过来，用手从左向右触摸纸张上的凸点25 来进行阅读。随着我国信息化水平的不断提高，计算机也已经在人们的工作、学习 和生活中得到广泛应用。但是，目前几乎所有的信息业产品，特别是计算 机的输入/输出方式都是针对普通人设计的，没有考虑到残障人士的应用需 求，肓人无法像正常人那样享受信息技术带来的便利。信息产品的现状造 30 成了盲人和正常人之间的信息鸿沟不断扩大，使盲人在信息化社会中的生存和发展能力受到进一步制约，无法真正融入到正常的社会生活中。为了解决盲人在计算机上输入汉字的问题，国内外相关厂商推出了一 些相关产品。归纳起来主要有两种， 一种是用普通计算机上的汉字输入方 法输入肓文。5 申请号为01129619.4的屮国发明专利申请公开了一种盲人用的汉语智能计算机系统，主要由能够上网的个人计算机主机，与该主机各接口相连 的麦克风、音箱或耳机、扫描仪、盲人用点显器、打印机组成的硬件及设 置在所说主机及相关硬件中的软件模块构成。该发明使盲人在使用计算机 时充分发挥听、说、摸能力，有选择性地更自然、更方便地操作计算机。10使得交互过程更加人性化、智能化。给盲人文档处理，与正常人交流，盲校教师教学提供了工具。申请号为200410070161.4的中国发明专利申请公开了一种运行于 Windows平台的盲汉对照编辑排版系统及编辑排版方法。该盲汉对照编辑 排版系统由盲文输入装置，汉盲自动转换器，盲汉自动转换器，语音导航 15 器，打印机，盲文刻印机，显示器，点显器，盲汉对照编辑排版装置所组 成。该系统具有多种输入和输出功能，可以实现高准确度的汉语与盲文的 自动翻译转换，盲汉对照的"所见即所得"的排版，盲文自动校对，同时针对盲文用户提供自动语音跟随功能，从而大大提高了盲文排版的效率和实 用性。该盲汉对照编辑排版方法通过分行、分页和对开等格式化排版、自 20动对照、同步编辑、智能校对等步骤，实现了盲文编辑排版工作的自动化， 为盲文出版工作提供了便利。但是，显然现有的这些输入方法对肓人而言，使用起来是非常困难的。 另一种方法是在标准键盘上定义6个键，对应于盲文六个凸点，用两 只手进行操作，左右手的三个指头分别对应盲符的左右三个点。 25 申请号为200410006304.5的中国发明专利申请公开了一种集合符号电脑键盘及其信号输入系统编码设计。它是以对应键的一次按键组成一个相 应的集合符号的方式生成并表示输入的符号信息和操作信号的新型电脑键 盘形式以及用于此种键盘信号输入的系统编码设计。这种键盘输入方式与盲符相对应，相对来说盲人不需要花太多时间来 30学习，但由于操作的时候经常需要几个手指头同时按键，还是很不方便，完全掌握还是需要相当的时间，输入速度也不可能太快。 发明内容本发明的目的在于提供一种基于光传感器的盲文计算机点字输入系统和 5装置，其通用性强，成本低，使用方便。本发明提供了一种盲文计算机点字输入系统，包括计算机和点字笔，还 包括盲文点字输入板，所述盲文点字输入板上设有由盲符点字模块构成的盲符点字模块阵列、X轴方向的光发射器、Y轴方向的光发射器、X轴方向的 光接收器和Y轴方向的光接收器；io 所述盲符点字模块上设有X方向的光通道，用于将光线从X轴方向的光发射器传送到X轴方向的光接收器；所述盲符点字模块上设有Y方向的光通道，用于将光线从Y轴方向的光 发射器传送到Y轴方向的光接收器；所述盲符点字模块上的每个盲符点位在z轴力向设有一个点字孔，该点15 子空分别穿透Y轴方向的光通道和X轴方向的光通道；所述盲文点字输入板，用于使用者将所述点字笔插入点字孔并遮挡住X 轴方向和Y轴方向的光线后，依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接收的光线获取当前盲符点的坐标并计算出当前盲符点位的盲符点位信息；在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息转换为盲符编码， 20并将该盲符编码发送至计算机；所述计算机，用于将盲符编码转换为文字。所述盲文点字输入板还包括通用处理器、编码电路、第一盲文点字处理 模块以及与计算机通信的接口 ；所述通用处理器，用于对盲文点字输入板进行控制，以实现盲符点位信 25息到盲文编码的转换；所述编码电路，用于依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接 收的光线确定盲符点位的坐标；第一盲文点字处理模块，用于依据盲符点位的坐标得到盲符点位信息； 在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息为盲符编码发送至计30 算机。所述计算机包括第二盲文点字处理模块，用于将盲符编码转换为文字。所述盲符点字模块从上到下由三层组成；第一层为盲文点位框，设有一 方盲符点位；第二层为Y轴方向的2个光通道，与第一层面上的2列盲符点 位相对应，并且该光通道的位置分别位于2列点位的垂直下方；第三层为X 5轴方向的3个光通道，与第一层面上的3行盲符点位相对应，并且该光通道 的位置分别位于3行点位的垂直下方。第一盲文点字处理模块包括第一初始化模块、读点位模块、点位到编 码转换模块、发送数据模块、坐标点位映射表以及盲符点位编码表；所述坐标点位映射表，用于描述坐标到盲符点位信息的映射关系； 10 所述盲符点位编码表，用于描述盲符点位信息与盲符编码的对应关系；所述第一初始化模块，用于对盲文点字输入板进行初始化设置，调入盲 符点位编码表和坐标点位映射表；所述读点位模块，用于使用者在所述盲文点字输入板进行点字时，依据 当前盲符点的坐标查询坐标点位映射表得到当前盲符点位的盲符点位信息， 15并判断到一方点位输入结束时，调用该方点位中所有的盲符点位信息到编码 转换模块；所述点位到编码转换模块，用于将属于同一方的所有盲符点位信息读出，依据盲符编码表得到相应的盲符编码，并将该盲符编码发送到发送数据模块； 所述发送数据模块，是将所述盲符编码发送给计算机。 20 所述坐标点位映射表，保存盲符点位的坐标和该盲符点的坐标所对应的二进制值；所述盲符点位编码表，保存所述二进制值和该二进值对应的盲符编码。 第二盲文点字处理模块包括第二初始化模块、接收数据模块和编码到文字转换模块，其中 25 所述第二初始化模块，用于对第二盲文点字处理模块进行初始化，并建立与盲文点字板之间的通信；所述接收数据模块，用于接收来自第一盲文点字处理模块发送的盲符编码；如果当前接收到的盲符编码不是句子结束符，则保存该盲符编码，否则调用盲符编码到编码文字转换模块；所述编码到文字转换模块，用于将接收数据模块所保存的属于同一句子 的所有盲符编码全部取出，并实现盲符编码到文字的转换。所述点字笔，由笔座、笔杆、笔尖和微型按钮组成，所述笔尖嵌入到所 述笔杆中，所述笔杆上部具有一安装微型按钮的空腔，所述微型按钮与笔尖 5的顶盖紧密接触，所述笔座安装在笔杆的顶部，与笔杆紧固连接。本发明提供了一种盲文计算机点字输入方法，包括步骤91 ，使用者将点字笔插入当前盲符点位对应的点字孔并遮挡住X轴 方向和Y轴方向的光线；步骤92，依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接收的光线 10获取当前盲符点的坐标并计算出当前盲符点位的盲符点位信息；在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息转换为盲符编码，并将该盲符编码发送至计算机；步骤93，计算机将肓符编码转换为文字。 步骤91之前包括15 步骤1001:运行第一初始化模块，调入盲符点位编码表和坐标点位映射表；步骤1002,运行读点位模块，等待使用者点字输入；步骤1003，若使用者利用点字笔在盲文点字输入板上点字，则执行步骤 91，否则执行1002。 20 步骤92包括步骤1004，运行读点位模块，依据读取当前盲符点位的坐标，并依据该 坐标査询坐标点位映射表得到当前肓符点位的盲符点位信息；步骤1005，运行点位到编码转换模块，判别当前盲符点位信息与之前保 存的当前盲符点位信息是否属于同一方，如果是同一方，执行步骤1002，否25 则进入歩骤1006;步骤1006，取出所有保存的盲符点位信息，并査询盲符点位编码表得到 对应的盲符编码；步骤1007，运行发送数据模块，将所述对应的盲符编码发送给计算机， 执行步骤1002，等待新的输入。30 歩骤93包括步骤1009，运行第二盲文点字处理模块进行初始化，并建立与盲文点字 板之间的通信；步骤IOIO，运行接收数据模块，接收来自盲文点字输入板发送的所述对应的 盲符编码；如果当前接收到的对应的盲符编码不是句子结束符，则保存该盲 5 符编码，否则执行步骤1011;步骤IOII，运行编码到文字转换模块，将接收数据模块所保存的所冇编 码全部取出，并将盲符编码转换为文字。本发明的有益效果是本发明的盲文计算机点字输入系统，是以微处理 器为控制部件，以盲文点字输入板上的盲符点字模块阵列以及光传感器构成 10 点字输入阵列，再经过编码电路和第一盲文点字处理模块，从而实现了盲文 的计算机点字输入功能，具有通用性强、成本低、使用方便等优点，完全符 合盲人平时书写盲文的使用习惯。


15 图1为本发明盲文计算机点字输入系统结构示意图；图2为本发明实施例中盲文点字输入板电路示意图； 图3为本发明点字笔结构示意图；图4为第一盲文点字处理模块和第二盲文点字处理模块结构示意图； 图5为本发明盲文点字处理过程流程图； 20 图6为一方盲符点字模块示意图。
具体实施方式
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，对本发明的一种盲文计算机点字输入系统和装置进行进一步详细说 25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。本发明针对目前现有的盲文输入方法所存在的问题，提出了一种盲文计 算机点字输入系统，其基本原理是利用光接收器可以接收光并进行光电转 换的特点，采用光发射器和光接收器阵列，组成一个纵横交叉光传感器网， 30 每个交叉点对应盲符上的一个点位。当用点字笔在某个交叉点上点字时，光传感器网中纵向和横向各有一路光线被遮挡，这样在光接收器一端，被遮挡 的一路没有信号，而其他各路都有信号，通过编码电路就能确定当前点字位 置的坐标；通过坐标位置计算出点位信息，最后通过第二盲文点字处理模块 将输入的盲符点位信息转换成文字信息，从而实现了盲文的计算机点字输入 5功能。如图1所示，本发明的盲文计算机点字输入系统，包括计算机3，盲文 点字输入板1，盲文点字笔2，在盲文点字输入板1上的第一盲文点字处理模 块(图1中未不出)和在计算机3上的第二盲文点字处理模块(图1中未示 出)。io 所述盲文点字输入板1通过接口与所述计算机3相连接。所述第一盲文点字处理模块，用于当使用者在所述盲文点字输入板1上 进行点字时，对点字输入信息进行处理，并转换成盲符编码。下面说明盲文计算机点字输入系统的制作步骤。15 首先，根据实际使用的需要，按照国家标准中对点字板的技术规定，制作一块盲文点字输入板1，该板是一块印刷电路板，上面包括了通用处理器(MCU)、通用串行接口(USB)、盲文点字模块阵列、光发射器和光接收器阵 列以及编码电路。其中通用处理器用于控制整个装置，实现坐标到盲文编 码的转换；通用串行接口用于连接计算机；光发射器和光接收器阵列组成纵20横交叉光传感网；编码电路用于确定点字位置的坐标。第二，制作一支点字输入笔2，如图3所示，包括笔尖2a、笔杆2b、微 动按钮2c、笔座2d、顶盖2e。第三，将盲文点字输入板通过通用串行接口(USB)与普通计算机相连接， 然后运行在计算机上的盲文点字处理软件，进入等待处理状态；当使用者在25点字板上进行点字时，计算机对来自盲文点字输入板1的点字输入信号进行 处理，并转换成文字。下面详细说明本发明的盲文点字输入板1:盲文点字输入板l，是本发明的主要组成部分。如图2所示，整个盲文 30点字输入板的硬件模块包括 通用微处理器单元(MCU)
盲符点字模块阵列
*光发射器和光接收器
*编码电路
5 接口电路(USB)
* 电源电路
下面详细说明的各个硬件模块部分以及连接关系。
1. 通用微处理器单元
所述盲文点字输入板上的通用微处理器单元(MCU)，是板上的核心部件， io用于控制整个板的工作，本例中选用AVR的ATmegal28单片机。
ATmegal28是一种基于AVR RISC结构的8位低功耗CMOS微处理器。 ATmegal28具有如下特点32个通用工作寄存器、53个通用I/O 口线、128K 字节的系统内可编程Flash、 4K字节的EEPROM、 4K字节的SRAM、实时 时钟RTC、 4个灵活的具有比较模式和PWM功能的定时器/计数器(T/C)、 15 两个USART、面向字节的两线接口 TWI、 8通道10位ADC、具有片内振荡 器的可编程看门狗定时器、SPI串行端口、与IEEE 1149.1规范兼容的JTAG 测试接口，以及六种可以通过软件选择的省电模式。
ATmegal28的引脚可以分为， 一是电源Vcc和地GND; 二是I/0端口， 共有7组(A G)，其中的5组(A E)为8位双向I/O 口，第六组端口(F)为8位 20的模拟输入口(ADC)，同时也可以作为双向1/0 口，第七组端口(G)为5位双 向I/0口；三是其他控制信号端口。
2. 盲符点字模块阵列
所述盲文点字输入板上的盲符点阵列，是在印刷电路板上排列的、由多 方盲符点字模块组成的点字阵列，在国标GB/T15720-1995的附录A中，对 25盲符的点径、点距、方距和行距都有规定。本例中，每个点的尺寸以及点之 间的距离是按照国家标准进行排列的。
图6是一方盲符点字模块的结构示意图，下面详细说明一方盲符点字模 块的结构。本例中的盲符点字模块4，是一个矩形体，从上到下由三层组成。 第一层为盲文点位框，每个模块安排一方盲符点位，共六个盲符点4a;第二层为Y轴方向的光通道，安排2个Y轴方向的光通道4b，与第一层面上的2
列盲符点位相对应，并且光通道的位置分别位于2列点位的垂直下方；第三
层为X轴方向的光通道，安排3个X轴方向的光通道4c，与第一层面上的3
行盲符点位相对应，并且光通道的位置分别位于3行点位的垂直下方；三层
5结构在水平面上是不重叠的。此外，在Z轴方向，从每个盲符点位4a向下 安排一个点字孔，每个点字孔分别穿透下方的Y轴方向光通道4b和X轴方 向光通道4c。
输入板上的盲符点字模块阵列的数量是根据用户的需要进行安排的，本 例中安排了 2行4列共8方的盲符点字模块。这S方盲符点字模块排列时， 10俩俩之间紧挨在一起，并保证X轴和Y轴的各方的光通道对齐，以便光可以 从中通过。
3.光发射器和光接收器
根据本发明的原理，需要在肓符点字模块阵列X轴和Y轴光通道的一端 发射光，在光通道的另一端接收光。为此，本例中我们安排在盲符点字模块
15阵列X轴的左侧发射光，右侧接收光；在盲符点字模块阵列Y轴的下方发射 光，在上方接收光。
由于本例中安排的盲符点字模块共有8方(2行4列)，那么在X轴方 向的光通道有6个(每一方有3个，共2行)，在Y轴方向有8个光通道(每 方有2个，共4列)，因此，在盲符点字输入板的印刷电路板上，在盲符点
20字模块阵列的右侧安排6个光接收单元，在盲符点字模块阵列的上方安排8 个光接收单元，每个光接收单元都与盲符点字模块阵列中的各个光通道对齐。 下面我们再来说明光发射器。理论上，发光单元的数量应该与光的接收 单元数量一致，这样配对使用构成光传感器。本例中，为了节约成本，采用 通过光导纤维共享发光单元的方式，只采用了二个发光单元。其中在X轴
25方向，安排一个发光单元，并用6根光纤共享这个发光单元，这6根光纤的 一端安在发光单元前端，6根光纤的另一端分别安在6个X轴方向的光通道 口；在Y轴方向，安排一个发光单元，并用8根光纤共享这个发光单元，这 8根光纤的一端安在发光单元前端，8根光纤的另一端分别安在8个Y轴方 向的光通道口。本例中，光接收单元选用普通光敏二极管，共有14个(6行+8列)， 每个光接收单元与编码电路连接，构成光传感器阵列。光发射单元选用低功 耗、低成本的微型激光器(类似于激光教鞭)，光发射单元直接与电源连接。
4. 编码电路
5 所述盲文点字输入板上的编码电路，负责对光传感器阵列进行编码。编
码电路可以选用专门的编码芯片，按照行/列输入进行设计，每个行/列的输 入端与每个光接收单元相连，从而组成编码电路。考虑到盲符之间相关点的 特点，相隔的二方盲符之间的点可以复用编码输入端口 。
本例中，由于选用的通用微处理器单元(MCU)为ATmegal28单片机，它 10本身带有53个通用I/O 口，所以编码电路直接使用了 ATmegal28单片机上 的14个通用I/0口 (PA0~7， PB0~5)，这样节省了专门的编码器件。
5. 接口电路
所述盲文点字输入板上的接口电路，负责实现与所述计算机的连接与通 信，并通过计算机为板提供电源。所述接口是通用串行接口，可以是USB或 15 者是RS-232。
本例中，采用了 CP2102芯片，它是一种高度集成的USB转UART(RS-232) 的控制器，可以实现USB的控制功能以及与RS-232的转换。
本例中，CP2102芯片的USB端口引脚连接一个标准插口，用于同计算 机之间的通信。UART(RS-232)端口引脚连接ATmegal28点片机的 20 UART(RS-232)端口弓|脚上。
6. 电源电路
所述盲文点字输入板上的接口电路，负责为板提供工作电源。本例中没 有采用独立的电源，而是直接利用USB接口所提供的电源，将ATmega128 的电源引脚Vcc和地的引脚GND可以直接与USB的电源正极及地相连接。 25 如图3所示，下面详细说明本发明的点字笔2
由于盲人在纸上点字时有穿透感，并会发出"哒哒"的声音，为了使盲 人在电脑点字板上输入盲文时也有像在纸上点字的感觉，本发明提供一种点 字笔2，它由笔座2d、笔杆2b、笔尖2a、微型按钮2c组成。如图3所示， 所述笔杆2b为圆柱状空心棒体，所述笔尖2a为一直径小于笔杆2b内圈的圆 30珠笔尖状棒，嵌入到笔杆2b中，顶部具有一大于笔尖2a的圆形或者方形顶盖2e，以防止笔尖从笔杆中脱落；所述笔杆2b上部具有一安装微型按钮2c 的空腔；所述微型按钮2c与笔尖2a的顶盖2e紧密接触；所述笔座2d安装 在笔杆2b的顶部，与笔杆2b紧固连接，为一椭圆形球体。笔座2d的设计是为了便于掌心握笔，笔尖2a用于点字，笔杆2b用于固 5定笔尖2a，同时在笔尖2a的后部安装了一个微型按键2c，这样在点字的时 候笔也会有一点向下的位移，同时会发出"哒哒"的声音，就跟在纸上点字 感觉一样。所述的微型按钮2c可以是口本NIKKAI公司的G3B15系列的超微型按钮。io 如图4所示，下面说明本发明的在盲文点字板上的第一盲文点字处理模块5和运行在计算机上的第一盲文点字处理模块6。所述第一盲文点字处理模块5包括4个子模块第一初始化模块53、读 点位模块54、点位到编码转换模块55、发送数据模块56，以及坐标点位映 射表51和盲符点位编码表52。其巾 15 所述坐标点位映射表51，用于描述光传感器阵列中每个节点的坐标与点位之间的映射关系。所述坐标点位映射表，是一个二列的表格，第一列是点 位的坐标，第二列是该点位坐标所对应的点位二进制值。所述盲符点位编码表52，用于描述点位与编码的对应关系。所述盲符点 位编码表52，是按照盲文编码国家标准，建立的一个—列的表格，第一列是 20点位的编码值，第二列是该代码所表示的符号。例如拼音方案中的前四个 声母表示为[3隱b]、 [15隱p]、 [13-m]、 [ll-f]。较佳地，所述编码为拼音编码，点位与拼音编码的对应关系采用国家标 准，如GB/T15720画1995。所述第一初始化模块53，用于对盲文点字输入板1进行初始化设置，调 25入坐标点位映射表51和盲符点位编码表52。所述读点位模块54，用于读取输入板上的点字信息，当接收到输入信号 时，读取该点字信息(坐标数据)，通过查坐标点位映射表51，得到该坐标 对应的盲符点位信息(即其对应的二进制值)，保存该点位的数据并调用点 位到编码转换模块55。较佳地，读点位模块54不保存全部的输入点位，只是用6个存储单元来 保存一方的点位，也就是说它只保留当前一方盲符的坐标点位，等到读到下 一方的点位时，它就把已有保存的点位转换成了编码，不再保留这方的点位， 而是用这6个存储单元来保存下一方的点位。5 所述点位到编码转换模块55，当判断到一方输入结束时，将属于同一方的所有点位数据读出，然后将二进制值与盲符编码表进行比对，从而得到相应的盲符编码，再调用发送数据模块56。所述判断一方输入结束，是比对当前输入的点位与之前输入的点位是否 属于同一方，如果不是则判断前一方的点位输入结朿。io 所述发送数据模块56，是将盲符编码发送给计算机6。所述第二盲文点字处理模块6包括3个子模块第二初始化模块61、接 收数据模块62、编码到文字转换模块63。其中所述的第二初始化模块61，是对运行在计算机上的盲文点字处理模块进 行初始化，并建立与盲文点字板之间的通信。 15 所述的接收数据模块62，是用于接收来自盲文点字板发送的盲符编码信息。如果当前接收到的编码不是句子结束符，则保存该编码，否则调用编码 到文字转换模块63。所述的编码到文字转换模块63，是将接收数据模块62所保存的所有编 码全部取出，并进行编码到文字的转换。 20 如图5所示，为第一盲文点字处理模块的工作过程，即本发明的盲文点字处理流程图。本发明的盲文点字处理过程包括下列步骤步骤S1，先运行第一初始化模块，调入坐标点位映射表51和盲符点位 编码表52;25 步骤S2，运行读点字模块，等待使用者的点字输入；步骤S3，判别是否有输入，当接收到输入信号时，进入步骤S4，否则 重复步骤S2;歩骤S4，读取该点字信息(坐标数据)，通过査坐标点位映射表51， 得到该坐标对应的点位，保存该点位的数据并执行步骤S5;歩骤S5，判别当前的数据与之前保存的数据是否属于同一方，如果是同 一方，重复步骤S2，否则进入步骤6;步骤S6，取出所有保存的点位，并计算出这些点位所表示的二进制值， 然后进入步骤7; 步骤S7，根据步骤6所计算得到的二进制值，通过查盲符点位编码表 ，从而得到对应的编码，再进入步骤8。步骤S8，将盲符编码发送给计算机3，并重复步骤2，等待新的输入。 本发明的盲文计算机点字输入系统，是基于光传感器阵列来实现的，由 肓文点字输入板、点字笔2，计算机3、在盲文点字输入板1上的第一盲文 io点字处理模块和在计算机3上的第二盲文点字处理模块组成。本例中，利用光接收器可以接收光并进行光电转换的特点，采用光发射 器和光接收器阵列，组成一个纵横交叉光传感器网，每个交叉点对应盲符上 的一个点位。当用点字笔在某个交叉点上点字时，光传感器网中纵向和横向 各有一路光线被遮挡，这样在光接收器一端，被遮挡的一路没有信号，而其 15 他各路都有信号，通过编码电路就能确定当前点字位置的坐标；通过坐标与点位映射表可以得到盲符点位信息，再通过第一盲文点字处理模块将盲符点 位信息转换成盲符编码，最后由第二盲文点字处理模块将全部盲符编码转换 成文字信息，从而实现盲文的计算机点字输入功能。其具有通用性强、成本 低、使用方便等优点，完全符合盲人平时书写盲文的使用习惯，有着非常广 泛的应用前景。通过以上结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特 征对本领域的技术人员而言是显而易见的。本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条 件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限 于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。
权利要求
1、一种基于光传感器的盲文计算机点字输入系统，包括计算机和点字笔，其特征在于，还包括盲文点字输入板，所述盲文点字输入板上设有由盲符点字模块构成的盲符点字模块阵列、X轴方向的光发射器、Y轴方向的光发射器、X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器；所述盲符点字模块上设有X方向的光通道，用于将光线从X轴方向的光发射器传送到X轴方向的光接收器；所述盲符点字模块上设有Y方向的光通道，用于将光线从Y轴方向的光发射器传送到Y轴方向的光接收器；所述盲符点字模块上的每个盲符点位在Z轴方向设有一个点字孔，该点子空分别穿透Y轴方向的光通道和X轴方向的光通道；所述盲文点字输入板，用于使用者将所述点字笔插入点字孔并遮挡住X轴方向和Y轴方向的光线后，依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接收的光线获取当前盲符点的坐标并计算出当前盲符点位的盲符点位信息；在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息转换为盲符编码，并将该盲符编码发送至计算机；所述计算机，用于将盲符编码转换为文字。
2、 根据权利要求1所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，所述 20盲文点字输入板还包括通用处理器、编码电路、第一盲文点字处理模块以及与计算机通信的接口；所述通用处理器，用于对盲文点字输入板进行控制，以实现盲符点位信 息到盲文编码的转换；所述编码电路，用于依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接 25收的光线确定盲符点位的坐标；第一盲文点字处理模块，用于依据盲符点位的坐标得到盲符点位信息； 在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息为盲符编码发送至计 算机。
3、 根据权利要求1所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，所述 30计算机包括第二盲文点字处理模块，用于将盲符编码转换为文字。
4、 根据权利要求1所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，所述盲符点字模块从上到下由三层组成；第一层为盲文点位框，设有一方盲符点 位；第二层为Y轴方向的2个光通道，与第一层面上的2列盲符点位相对应， 并且该光通道的位置分别位于2列点位的垂直下方；第三层为X轴方向的3 5 个光通道，与第一层面上的3行盲符点位相对应，并且该光通道的位置分别 位于3行点位的垂直下方。
5、 根据权利要求2所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，第一 盲文点字处理模块包括第一初始化模块、读点位模块、点位到编码转换模 块、发送数据模块、坐标点位映射表以及肓符点位编码表；所述坐标点位映射表，用于描述坐标到盲符点位信息的映射关系；所述盲符点位编码表，用于描述盲符点位信息与盲符编码的对应关系； 所述第一初始化模块，用于对盲文点字输入板进行初始化设置，调入盲 符点位编码表和坐标点位映射表；所述读点位模块，用于使用者在所述盲文点字输入板进行点字时，依据 15当前盲符点的坐标查询坐标点位映射表得到当前盲符点位的盲符点位信息， 并判断到一方点位输入结束时，调用该方点位中所有的盲符点位信息到编码 转换模块；所述点位到编码转换模块，用于将属于同一方的所有肓符点位信息读出， 依据盲符编码表得到相应的盲符编码，并将该盲符编码发送到发送数据模块； 20 所述发送数据模块，是将所述盲符编码发送给计算机。
6、 根据权利要求5所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，所述坐标点位映射表，保存盲符点位的坐标和该盲符点的坐标所对应的二进制值；所述盲符点位编码表，保存所述二进制值和该二进值对应的盲符编码。
7、根据权利要求3所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，第二盲文点字处理模块包括第二初始化模块、接收数据模块和编码到文字转换 模块，其中所述第二初始化模块，用于对第二盲文点字处理模块进行初始化，并建 立与盲文点字板之间的通信；所述接收数据模块，用于接收来自第一盲文点字处理模块发送的盲符编 码；如果当前接收到的盲符编码不是句子结束符，则保存该盲符编码，否则 调用盲符编码到编码文字转换模块；所述编码到文字转换模块，用于将接收数据模块所保存的属于同一句子的所有盲符编码全部取出，并实现盲符编码到文字的转换。
8、根据权利要求1所述的盲文计算机点字输入系统，其特征在于，所述 点字笔，由笔座、笔杆、笔尖和微型按钮组成，所述笔尖嵌入到所述笔杆中， 所述笔杆上部具有一安装微型按钮的空腔，所述微型按钮与笔尖的顶盖紧密 接触，所述笔座安装在笔杆的顶部，与笔杆紧固连接。 10
9、 一种基于光传感器的盲文计算机点字输入方法，其特征在于，包括:步骤91，使用者将点字笔插入当前盲符点位对应的点字孔并遮挡住X轴 方向和Y轴方向的光线；步骤92，依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接收的光线 获取当前盲符点的坐标并计算出当前盲符点位的盲符点位信息；在一方输入 15结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息转换为盲符编码，并将该盲符编 码发送至计算机；步骤93，计算机将盲符编码转换为文字。
10、如权利要求9所述的盲文计算机点字输入方法，其特征在于，步骤 91之前包括步骤1001:运行第一初始化模块，调入盲符点位编码表和坐标点位映射表；步骤1002，运行读点位模块，等待使用者点字输入； 步骤1003，若使用者利用点字笔在盲文点字输入板上点字，则执行步骤 91，否则执行1002。
11、如权利要求9所述的盲文计算机点字输入方法，其特征在于，步骤92包括歩骤1004，运行读点位模块，依据读取当前盲符点位的坐标，并依据该 坐标査询坐标点位映射表得到当前盲符点位的盲符点位信息；歩骤1005，运行点位到编码转换模块，判别当前盲符点位信息与之前保 存的当前盲符点位信息是否属于同一方，如果是同一方，执行步骤1002，否 则进入步骤1006;步骤1006，取出所有保存的盲符点位信息，并査询盲符点位编码表得到 对应的盲符编码；步骤1007，运行发送数据模块，将所述对应的盲符编码发送给计算机， 执行歩骤1002，等待新的输入。
12、如权利要求9所述的盲文计算机点字输入方法，其特征在于，步骤 93包括步骤1009，运行第二盲文点字处理模块进行初始化，并建立与盲文点字 板之间的通信；步骤IOIO，运行接收数据模块，接收来自盲文点字输入板发送的所述对 应的盲符编码；如果当前接收到的对应的盲符编码不是句子结束符，则保存 该盲符编码，否则执行步骤1011;步骤IOII，运行编码到文字转换模块，将接收数据模块所保存的所有编 码全部取出，并将盲符编码转换为文字。
全文摘要
本发明涉及基于光传感器的盲文计算机点字输入系统和方法。该方法包括步骤91，使用者将点字笔插入当前盲符点位对应的点字孔并遮挡住X轴方向和Y轴方向的光线；步骤92，依据X轴方向的光接收器和Y轴方向的光接收器接收的光线获取当前盲符点的坐标并计算出当前盲符点位的盲符点位信息；在一方输入结束时，将属于同一方的所有盲符点位信息转换为盲符编码，并将该盲符编码发送至计算机；步骤93，计算机将盲符编码转换为文字。本发明实现了盲文的计算机点字输入功能，具有通用性强、成本低、使用方便等优点，完全符合盲人平时书写盲文的使用习惯。
文档编号G06F3/03GK101324810SQ20081011675
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者褚诚缘, 萦 谢, 钱跃良 申请人:中国科学院计算技术研究所