多方向红外测距智能导盲杖的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多方向红外测距智能导盲杖，以使用方向为基准，包括杖杆，杖杆的前方、左方和右方分别至少设有一个具有发射和接收功能的红外探测器，杖杆内设有具有信号接收、处理功能的主控制器、语音报警装置和用于为主控制器、红外探测器、语音报警装置供电的电源，语音报警装置包括MP3语音装置和蜂鸣器，每个红外探测器、MP3语音装置、蜂鸣器和语音报警装置分别与主控制器电连接。本实用新型通过设置在杖杆上的三个方向的红外线探测器，能够准确快速探测周围障碍物的方位和距离，便于盲人确定行走方向，使盲人更好地避开障碍物，安全快速地行走，且性价比较高。
【专利说明】多方向红外测距智能导盲杖
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种导盲系统，具体是涉及一种多方向红外测距智能导盲杖。
【背景技术】[0002]盲人的安全出行，如何引导盲人便捷行走，一直是社会和人们关心的重要问题，为此，市场上出现了很多智能导盲杖，国内外现有的智能导盲杖一般仅有障碍检测和语音播报功能，且价格昂贵。美国产品在300-400美元左右，英国达到500英镑，日本最新研发的能感知人脸高度的电子导盲杖，能够感应到前方2m脸部高度处的障碍物，但是它使用了两个超声波感应器，耗材成本高，一般用户难于承受且功能较单一。
实用新型内容
[0003]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种多方向红外测距智能导盲杖，能够准确快速探测周围障碍物的方位和距离，便于盲人确定行走方向，使盲人更好地避开障碍物，安全快速地行走，且性价比较高。
[0004]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]一种多方向红外测距智能导盲杖，以使用方向为基准，包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分别至少设有一个具有发射和接收功能的红外探测器，所述杖杆内设有具有信号接收、处理功能的主控制器、语音报警装置和用于为所述主控制器、所述红外探测器、所述语音报警装置供电的电源，所述语音报警装置包括MP3语音装置和蜂鸣器，每个红外探测器、所述MP3语音装置、所述蜂鸣器和所述语音报警装置分别与所述主控制器电连接。
[0006]作为本实用新型的进一步改进，所述主控制器为微处理器和单片机中的一种。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述主控制器与所述MP3语音装置间的通讯通过串口转换器实现，所述串口转换器将MP3语音装置的RS23电平转换为主控制器中的TTL电平进行通讯。
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述红外探测器包括红外信号发射端和红外信号接收端，所述红外信号发射端、所述红外信号接收端与被测障碍物组成平面三角形，利用三角法测距的原理来探测盲人与障碍物的距离。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述MP3语音装置根据主控制器的指令播放语音，所述语音通过耳机输出给盲人。
[0010]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种多方向红外测距智能导盲杖，包括杖杆，杖杆的前方、左方和右方分别至少设有一个具有发射和接收功能的红外探测器，杖杆内设有具有信号接收、处理功能的主控制器、语音报警装置和用于为主控制器、红外探测器、语音报警装置供电的电源，语音报警装置包括MP3语音装置和蜂鸣器，每个红外探测器、MP3语音装置、蜂鸣器和语音报警装置分别与主控制器电连接。具体使用时，通过设在杖杆前方、左方和右方三个方向的红外探测器，能够快速采集盲人周围障碍物信息，包括方向和距离信息。进而红外探测器将周围的障碍物信息传输给主控制器，主控制器通过一定的优化算法，对接收的来自三个方向的红外探测器的周围障碍物信息进行处理，从而计算判断出需要报警的方向和距离，并通过控制蜂鸣器和MP3语音装置发出语音和声音警报，帮助盲人确定行走方向。因此，本实用新型能够准确快速探测周围障碍物的方位和距离，大大提高智能导盲装置的探测精度以及灵敏度，便于盲人确定行走方向，使盲人更好地避开障碍物，安全快速地行走，由于本实用新型使用的均未红外探测器，因此，生产成本较低，具有较高的性价比。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型原理结构示意图；
[0012]图2为本实用新型中所述红外探测器发射与接收模块采用的三角法测距原理图。
[0013]图3为本实用新型中主控制器的控制流程图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、图2和图3所不,一种多方向红外测距智能导盲杖，以使用方向为基准,包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分别至少设有一个具有发射和接收功能的红外探测器，所述杖杆内设有具有信号接收、处理功能的主控制器、语音报警装置和用于为所述主控制器、所述红外探测器、所述语音报警装置供电的电源，所述语音报警装置包括MP3语音装置和蜂鸣器，每个红外探测器、所述MP3语音装置、所述蜂鸣器和所述语音报警装置分别与所述主控制器电连接。具体使用时，通过设在杖杆前方、左方和右方三个方向的红外探测器，能够快速采集盲人周围障碍物信息，包括方向和距离信息。进而红外探测器将周围的障碍物信息传输给主控制器，主控制器通过一定的优化算法，对接收的来自三个方向的红外探测器的周围障碍物信息进行处理，从而计算判断出需要报警的方向和距离，并通过控制蜂鸣器和MP3语音装置发出语音和声音警报，帮助盲人确定行走方向。因此，本实用新型能够准确快速探测周围障碍物的方位和距离，大大提高智能导盲装置的探测精度以及灵敏度，便于盲人确定行走方向，使盲人更好地避开障碍物，安全快速地行走，由于本实用新型使用的均未红外探测器，因此，生产成本较低，具有较高的性价比。
[0015]优选的，所述主控制器为微处理器和单片机中的一种。具体实施时，主控制器可采用Arduino单片机为控制核心，控制三个方向的红外探测器采集周围障碍物信息，通过一定的优化算法编写程序，生成周围障碍物的数字化信息，做出需要报警方向的判断，并控制蜂鸣器和MP3语音装置的双语音报警系统，确定行走方向。单片机可选用，ArduinoDuemilanove 2009 aTmega328P，它具有模拟输入/输出端口和数字输入/输出端口，其中模拟端口接收红外探测器测量得到的模拟输出电压，然后通过D/A转换，即函数拟合将其变为实际对应的距离，然后根据这个实际距离值判断障碍物的远近，然后控制语音报警系统做出相应的语音报警。主控制器也可采用性能较好的微处理器作为主控制器，微处理器具有高效的计算能力，快速中断响应与处理能力以及低功耗的特点，可以增加导盲杖的可靠性，仅需少量外围器件就能实现控制电路的设计。主控制器控制流程见图3。
[0016]优选的，所述主控制器与所述MP3语音装置间的通讯通过串口转换器实现，所述串口转换器将MP3语音装置的RS23电平转换为主控制器中的TTL电平进行通讯。[0017]优选的，所述红外探测器包括红外信号发射端和红外信号接收端，所述红外信号发射端、所述红外信号接收端与被测障碍物组成平面三角形，利用三角法测距的原理来探测盲人与障碍物的距离。红外探测器的三角法测距为现有技术，图2为三角法测距原理示意图，在此不再赘述。红外探测器可选用SHARP公司的GP2Y0A02YK0F，测量范围为2 O O?I 5 O O mm ο
[0018]优选的，所述MP3语音装置根据主控制器的指令播放语音，所述语音通过耳机输
出给盲人。
[0019]综上，本实用新型提供的一种多方向红外测距智能导盲杖，其以单片机或微处理器为核心，通过设置在杖杆上的三个方向的红外线探测器测量障碍物的方向和距离，采用单片机或微处理器处理三个红外探测器的数据信息，确定障碍物的方位和距离，并输出信号控制蜂鸣器和M P 3语音装置进行语音报警，因此，能够有效地帮助盲人确定障碍物的方位和距离，进行便捷的行走。
[0020]以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种多方向红外测距智能导盲杖，其特征在于:以使用方向为基准，包括杖杆，所述杖杆的前方、左方和右方分别至少设有一个具有发射和接收功能的红外探测器，所述杖杆内设有具有信号接收、处理功能的主控制器、语音报警装置和用于为所述主控制器、所述红外探测器、所述语音报警装置供电的电源，所述语音报警装置包括MP3语音装置和蜂鸣器，每个红外探测器、所述MP3语音装置、所述蜂鸣器和所述语音报警装置分别与所述主控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的多方向红外测距智能导盲杖，其特征在于:所述主控制器为微处理器和单片机中的一种。
3.根据权利要求2所述的多方向红外测距智能导盲杖，其特征在于:所述主控制器与所述MP3语音装置间的通讯通过串口转换器实现，所述串口转换器将MP3语音装置的RS23电平转换为主控制器中的TTL电平进行通讯。
4.根据权利要求1所述的多方向红外测距智能导盲杖，其特征在于:所述红外探测器包括红外信号发射端和红外信号接收端，所述红外信号发射端、所述红外信号接收端与被测障碍物组成平面三角形，利用三角法测距的原理来探测盲人与障碍物的距离。
5.根据权利要求1所述的多方向红外测距智能导盲杖，其特征在于:所述MP3语音装置根据主控制器的指令播放语音，所述语音通过耳机输出给盲人。
【文档编号】A61F9/08GK203389058SQ201320439562
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】应明峰, 翟力欣, 周洪, 朱迎春 申请人:金陵科技学院