一种导盲眼镜系统的制作方法

本发明涉及导盲设备领域，特别涉及一种导盲眼镜系统。

背景技术：

一般我们看到盲人过马路时，常常拿着一根拐杖，沿路敲打前面地上，看看地面是否有凹凸不平或是有阶梯存在；或指指前面看看是否有障碍物或是来往行人。事实上如此之作法使得盲人的行动受阻，因此走路的速度并不快。尤其在过马路时，除非驾驶人员懂得礼让外，否则很容易发生意外。其次，商家常在骑楼上摆设商品，或流动摊贩沿路摆设贩卖物，阻碍人行通道的畅通信甚巨，更增加盲人行走的危显性。再者，由于盲人无法看到马路口号志灯的变化，也极为危险。纵使有导盲犬来牵引其行动，然而导盲犬却无法告知主人其所处环境之各种状况。

技术实现要素：

为此，需要提供一种同时结合影像辨识系统、及语音处理与合成技术，以随时告知盲人目前所处环境之状况的导盲眼镜系统。

为实现上述目的，发明人提供了一种导盲眼镜系统，其特征在于，包括眼镜本体、红绿灯检测模块、障碍检测模块、路况检测模块、数据处理模块、语音提醒模块、方位感应模块以及电源模块；

所述电源模块连接红绿灯检测模块、障碍检测模块、路况检测模块、数据处理模块、语音提醒模块以及方位感应模块；

所述数据处理模块包括微处理器，所述微处理器设置在眼镜本体的两个镜框之间，所述微处理器连接红绿灯检测模块、障碍检测模块、路况检测模块、数据处理模块、语音提醒模块以及方位感应模块。

进一步优化，所述红绿灯检测模块设置在眼镜本体的鼻梁上，所述红绿灯检测模块包括集光器、红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道，所述集光器分别连接红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道，所述红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道连接微处理器，所述红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道分别包括带通滤波器、色彩传感器、信号放大电路、色彩模拟数字转换器，所述带通滤波器连接集光器和色彩传感器，所述色彩传感器连接信号放大电路，所述信号放大电路连接色彩模拟数字转换器，所述色彩模拟数字转换器连接为微处理器。

进一步优化，所述障碍检测模块设置在眼镜本体的两个镜框内侧，所述障碍检测模块包括红外线发射器、红外线接收器以及红外模拟数字转换电路，所述红外线发射器连接微处理器，所述红外线接收器连接红外模拟数字转换器，所述红外模拟数字转换器连接微处理器。

进一步优化，所述障碍检测模块还包括信号处理电路，所述红外线接收器与红外模拟数字转换器连接包括：所述红外线接收器通过信号处理电路与红外模拟数字转换器连接。

进一步优化，所述路况检测模块设置在眼镜本体的两个镜框外侧，所述路况检测模块包括红外CCD图像传感器以及图像模拟数字转换器，所述红外线CCD图像传感器连接图像模拟数字转换器，所述图像模拟数字转换器连接微处理器。

进一步优化，所述方位感应模块设置在眼镜本体的鼻梁上，所述方位感应模块包括加速传感器以及方位模拟数字转换器，所述加速传感器连接方位模拟数字转换器，所述方位模拟数字转换器连接微处理器。

进一步优化，所述语音提醒模块包括语音处理芯片以及语音播放器，所述语音处理芯片设置在眼镜本体的两个镜框之间，所述语音播放器设置在眼镜本体的两个镜腿上，所述语音处理芯片连接微处理器，所述语音播放器连接语音处理芯片。

进一步优化，所述语音播放器为耳机。

区别于现有技术，上述技术方案结合影像辨识系统、及语音处理与合成技术，随时告知盲人目前所处环境的状况，告知红绿灯信号检测信息，告知地面凹凸不平的信息，告知阶梯辨认的信息，告知前方及左右移动物体的状态、速度及距离检测的信息，减少盲人在周围环境中的各种危险情况的发生，帮助盲人安全在路上行走。

附图说明

图1为具体实施方式所述导盲眼镜系统的一种眼镜结构示意图；

图2为具体实施方式所述导盲眼镜系统的一种系统结构示意图。

标号说明：

110、红绿灯检测模块；

120、障碍检测模块；

130、路况检测模块；

140、数据处理模块；

151、语音处理芯片；

152、耳机；

160、方位感应模块。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1与图2，本实施例一种导盲眼镜系统，包括眼镜本体、红绿灯检测模块110、障碍检测模块120、路况检测模块130、数据处理模块140、语音提醒模块、方位感应模块160以及电源模块。

为方便盲人穿戴与拆卸方便，本系统系利用盲人常常戴的眼镜来加以设计，即本系统是一种采用眼镜式的检测通知装置；在本系统中，在眼镜本体的鼻梁上设置红绿灯检测模块110用以检测红绿灯之间信号的变化(有时黄灯停留时间过于短暂，也可以不予考虑)。在眼镜本体的两个镜框内侧设置障碍检测模块120，以连续主动式红外光源，将被照射物体所产生的反射光源，与发射光源之间的时间差可以将物体相隔距离测出；相对地，采取发射光源之波长与反射光源之波长的比较，则可以将物体移动速度求出。在眼镜本体的两个镜框外侧设置路况检测模块130识别地上是否有坑，或者是存在阶梯。在眼镜本体的两个镜框中间设置数据处理模块140、方位感应模块160和语音处理芯片151，通过方位感应模块160可以使盲人随着头部摆动，自动检知传感器移动的立体空间方位及方向，并同时记录其所观看环境之状况；通过数据处理模块140分析处理的信息，将信息通过语音处理芯片151处理通过设置在眼镜本体的两个镜腿上的耳机152告知盲人并用语音提醒盲人。

所述电源模块连接红绿灯检测模块110、障碍检测模块120、路况检测模块130、数据处理模块140、语音提醒模块以及方位感应模块160；电源模块包括微型锂电池组，锂电池具有电压范围宽、密封性好、贮存寿命长、使用温度范围宽以及适宜微型化和薄型化的优点。

所述数据处理模块140包括微处理器，所述微处理器设置在眼镜本体的两个镜框之间；微处理器由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器。这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分。它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。微处理器与传统的中央处理器相比，具有体积小、重量轻和容易模块化等优点。微处理器的基本组成部分有：寄存器堆、运算器、时序控制电路，以及数据和地址总线。所述微处理器连接红绿灯检测模块110、障碍检测模块120、路况检测模块130、数据处理模块140、语音提醒模块以及方位感应模块160。

所述红绿灯检测模块110设置在眼镜本体的鼻梁上(大约是一般人两眼之间)，用于检测红绿灯的信号变化(有时黄灯停留时间过于短暂，也可以不予考虑)，所述红绿灯检测模块110包括集光器、红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道，所述集光器分别连接红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道，所述红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道连接微处理器，所述红灯检测通道、黄灯检测通道以及绿灯检测通道分别包括带通滤波器、色彩传感器、信号放大电路、色彩模拟数字转换器，所述带通滤波器连接集光器和色彩传感器，所述色彩传感器连接信号放大电路，所述信号放大电路连接色彩模拟数字转换器，所述色彩模拟数字转换器连接为微处理器。色彩传感器又叫颜色识别传感器或颜色传感器，它是将物体颜色同前面已经示教过的参考颜色进行比较来检测颜色的传感器，当两个颜色在一定的误差范围内相吻合时，输出检测结果。色彩传感器为检知白色光中所含有的波长带域之一种光传感器，一般分为积体型色彩传感器及多层型色彩传感器。就积体型色彩传感器而言，系由分解R(红色)、G(绿色)及B(蓝色)等色彩滤波器与三个光二极管所组成的；而多层型色彩传感器则依据硅光二极管的接面深度，利用不同的分光特性所设计而成的。集光器接收到红绿灯发送的灯光信息，集光器将红绿灯的发送的灯光信息发送至不同的灯光检测通道，不同灯光检测通道将灯光信息通过带通滤波器滤波后传送给色彩传感器，色彩传感器对发送的灯光信号进行颜色识别，如果红光检测通道检测到灯光信号为红灯时，其他灯光检测通道识别非本通道的颜色，则红光检测通道将灯光信号经过信号放大电路放大，再通过色彩模拟数字转换器转换后发送至微处理器进行分析处理。同样其他两个灯光检测通道检测到本通道所要识别的灯光信号后发送至微处理器进行分析处理。

所述障碍检测模块120设置在眼镜本体的两个镜框内侧，所述障碍检测模块120包括红外线发射器、红外线接收器以及红外模拟数字转换电路，所述红外线发射器连接微处理器，所述红外线接收器连接红外模拟数字转换器， 所述红外模拟数字转换器连接微处理器；所述障碍检测模块120还包括信号处理电路，所述红外线接收器与红外模拟数字转换器连接包括：所述红外线接收器通过信号处理电路与红外模拟数字转换器连接；微处理器控制红外线发射器发射连续主动式的红外光源，对被照物体进行照射产生发射光源，红外线接收器接收到发射光源，将接收到的反射光源信号通过红外模拟数字转换器转换后发送至微处理器，微处理器根据接收到的发射光源信号的信息进行将发射红外光源与接收到发射光源之间的时间差可以将物体的距离算出；相对地，采取发射光源之波长与反射光源之波长的比较，则可以将物体移动速度求出；根据多普勒效应，假设来方物体的速度相对于己方移动速度为，且光速为c时，则经由来方(发射信号频率为f)反射所接收到的波长为：

$\widehat{\mathrm{\λ}}=\frac{(c-v)t}{ft}=\frac{(c-v)}{f}$

此时：

$v=c-f\widehat{\mathrm{\λ}}$

又因从发射信号至接收到反射信号间的时间t可以由微处理器求出，所以距离为：

d＝vt

采用主动式红外线光源的主要原因是希望能将被照体的伤害减至最小，而红外线是配合人体辐射波长所采用的。

所述路况检测模块130设置在眼镜本体的两个镜框外侧，所述路况检测模块130包括红外CCD图像传感器以及图像模拟数字转换器，所述红外线CCD图像传感器连接图像模拟数字转换器，所述图像模拟数字转换器连接微处理器；CCD是一种半导体组件，其将光信号转换成电脉冲信号。而每一个脉冲却只能反应一个基本单位的光敏组件的受光状况。而脉冲振幅的大小则视该受光基本单位的光敏组件所接收的光强度而定。至于要能达到图像传递作用的功能则可利用输出脉冲的顺序(即受光基本单位的光敏组件之位置)而定。CCD，英文全称：Charge-coupled Device，中文全称：电荷耦合元件。可 以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。CCD本身有线数组及面数组两种，本系统则属于面数组CCD。为考虑盲人在晚上或较无光源环境下的行动安全，故在本系统乃采用红外CCD。CCD图像传感器有体积小、重量轻、分辨率高、灵敏度高、动态范围宽、光敏元的几何精度高、光谱响应范围宽、工作电压低、功耗小、寿命长、抗震性和抗冲击性好、不受电磁场干扰和可靠性高等一系列优点。当盲人低头时，红外CCD图像传感器接收到红外线在地面反射回来产生的图像信息，并将图像信息通过图像模拟数字转换器转换后发送至微处理器，微处理器根据接收到的图像的信息对地面的形状和维度进行判断，识别地上是否有坑，或者是存在阶梯。

所述方位感应模块160设置在眼镜本体的两个镜框中间，所述方位感应模块160包括加速传感器以及方位模拟数字转换器，所述加速传感器连接方位模拟数字转换器，所述方位模拟数字转换器连接微处理器。微处理器通过加速传感器测量由于重力引起的加速度，可以计算出导盲眼镜相对于水平面的倾斜角度；通过分析动态加速度，可以分析出导盲眼镜移动的方式；当人仰望或俯视时均必需能确实反应出其量测物的方向及方位。

所述语音提醒模块包括语音处理芯片151以及语音播放器，所述语音处理芯片151设置在眼镜本体的两个镜框之间，所述语音播放器设置在眼镜本体的两个镜腿上，所述语音处理芯片151连接微处理器，所述语音播放器连接语音处理芯片151；所述语音播放器为耳机152。通过盲人佩戴耳机152，微处理器根据不同模块反馈的信息，通过语音处理芯片151处理，再通过耳机152告知盲人，各种情况，并对其提醒。语音处理芯片151是在微处理器中事先储存要播放的语音，待配合动作场所而自动选择透过耳机152加以播放。其中功能包括：

1.当检测出是红灯时，则播放「现在是红灯」；

2.当检测出是绿灯时，则播放「现在是绿灯」；

3.当检测出前有障碍物时，则播放「前有障碍物」；

4.当检测出前有移动物时，则播放「前有行人或车辆」；

5.当检测出前有坑洞时，则播放「前有坑洞，请向右转(左转)」；

6.当检测出前有阶梯时，则播放「前有阶梯，长度为XX公分」及「本阶梯最前端距脚XX公分」。

本技术方案结合影像辨识系统、及语音处理与合成技术，随时告知盲人目前所处环境的状况，告知红绿灯信号检测信息，告知地面凹凸不平的信息，告知阶梯辨认的信息，告知前方及左右移动物体的状态、速度及距离检测的信息，减少盲人在周围环境中的各种危险情况的发生，帮助盲人安全在路上行走。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。