一种智能头盔及智能导航系统的制作方法

本实用新型涉及盲人出行导航技术领域，尤其涉及一种智能头盔及智能导航系统。

背景技术：

盲人是社会的特殊群体，据估计我国盲人用品用市场达几亿元。与正常人相比，在吃穿住行等日常生活中面临很多问题，其中一个主要问题是自主行走。业内人士分析，随着我国经济高速发展和社会保障制度不断完善，盲人的购买能力以及对生活质量的追求日益提高，性能优越、功能多样、科技含量高的盲人用品必将形成巨大的市场目前市面上有着很多的为盲人使用的导航设备，但是各有各的缺点与优点，都不适宜被推广使用。传统的盲人导航装置多为手杖，盲人通过敲触大地或者周围的物体来断定行走方向，以及需要停下与否。这类拐杖的弊端很多，它的缺点集中在，它难以发现很远处的物体和悬在半空中的物体。而当前国内生产的导盲设备也存在这样那样的问题，例如：带有喇叭的拐棍，它的优点是可以发出声音让别人知道盲人的通行；缺点是就算喇叭损坏掉，盲人也不知道。国外的相关设备虽然技术成熟但是价格过高，不适合推广开来。

现有技术中申请号为CN201510391681.3的专利，提供的盲人导航系统基于手机形态，无法很好地固定安置摄像头与加速度传感器。同时，导航产品对持续工作时间要求很高，而且常开摄像头功耗很大，故需要超大容量的电池，故手机形态产品并不是很适合应用于带有摄像头的智能盲人导航系统。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能头盔及智能导航系统。

本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型公开了一种智能头盔，包括头盔主体，所述头盔主体前部外表面上设有双目红外摄像头；所述头盔主体内设有第一CPU和第一移动通信模块；在所述头盔主体靠近用户耳朵位置设有语音输入设备和语音输出设备；所述头盔主体内还设有第一电池；所述双目红外摄像头、所述第一移动通信模块、所述语音输入设备、所述语音输出设备和所述第一电池分别与所述第一CPU相连。

进一步优选的，所述头盔外表面还设有与所述第一CPU相连的光线传感器。

进一步优选的，所述头盔主体内还设有加速度传感器和角度传感器，所述加速度传感器和所述角度传感器分别与所述第一CPU相连。

进一步优选的，所述头盔主体内还设有与所述第一CPU相连的GPS模块。

进一步优选的，所述头盔本体的外表面还设有多个状态警示灯，所述状态警示灯与所述第一CPU相连。

本实用新型还公开一种智能导航系统，包括智能头盔，还包括监控平台；所述监控平台包括视觉识别模块和第二移动通信模块；所述监控平台通过所述第二移动通信模块与所述智能头盔通信。

进一步优选的，还包括智能拐杖；所述智能拐杖包括拐杖主体，所述拐杖主体上设有第二CPU以及与所述第二CPU相连的距离探测器、第二通信模块以及第二电池；所述头盔主体内还设有与所述第一CPU相连的第一通信模块；所述智能拐杖通过所述第二通信模块与所述智能头盔通信。

进一步优选的，所述距离探测器包括红外探测器和或超声波探测器。

进一步优选的，所述智能拐杖还包括与所述第二CPU相连的震动装置。

与现有技术相比，本实用新型提供一种智能头盔为载体的智能导航系统，通过在智能头盔本体外表面安装双目红外摄像头，可以对盲人所处环境进行3D识别，同时通过光线传感器可选择白天或夜间不同的采集工作模式，更加准确地检测障碍物，并且识别红绿灯，斑马线等路况。智能头盔作为智能导航系统的载体，能很好地解决双目红外摄像头与加速度传感器相对位置不确定问题，双目红外摄像头与人眼前方不一致问题及大容量电池的安装问题。

同时，通过智能拐杖等辅助工具与智能头盔的配合，可以通过蓝牙或WIFI外连接来避开行走过程中的障碍，更加方便盲人出行。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型予以进一步说明。

图1为本实用新型一种智能头盔的主要组成示意图；

图2为本实用新型一种智能头盔的完整组成示意图；

图3为本实用新型一种智能头盔的外观示意图；

图4为本实用新型一种智能导航系统的主要组成示意图；

图5为本实用新型一种智能导航系统的完整组成示意图。

附图标号说明：

1、智能头盔，101、双目红外摄像头，102、第一CPU，103、第一移动通信模块，104、语音输入设备，105、语音输出设备，106、第一电池，107、光线传感器，108、加速度传感器，109、角度传感器，110、GPS模块，111、状态警示灯，112、第一通信模块；

2、智能拐杖，21、第二CPU，22、距离探测器，23、第二通信模块，24、第二电池，25、震动装置；

3、监控平台，31、视觉识别模块，32、第二移动通信模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

图1为本实用新型一种智能头盔的主要组成示意图，如图1所示，一种智能头盔1，包括头盔主体，所述头盔主体前部外表面上设有双目红外摄像头101；所述头盔主体内设有第一CPU 102和第一移动通信模块103；在所述头盔主体靠近用户耳朵位置设有语音输入设备104和语音输出设备105；所述头盔主体内还设有第一电池106；所述双目红外摄像头101、所述第一移动通信模块103、所述语音输入设备104、所述语音输出设备105和所述第一电池106分别与所述第一CPU 102相连。

具体的，本实用新型中采用双目红外摄像头101对盲人所处环境进行数据采集，通过双目红外摄像头101可以监测盲人所处环境的3D数据，第一CPU102通过第一移动通信模块103将双目红外摄像头101采集的数据发送至远端的监控平台3，通过监控平台3可以真实还原盲人所处环境，同时还能监测当前交通状态灯、斑马线等情况，并将结果以语音方式反馈给盲人。本实用新型集成3D障碍物检测、红绿灯、斑马线识别功能。

智能头盔1内设有第一电池106，所述第一电池106为大容量电池，可以长时间为智能头盔1供电，保障智能头盔1长时间续航问题。

本实用新型中语音输入设备104为麦克风，语音输出设备105为耳机。

图2为本实用新型一种智能头盔的完整组成示意图。作为本实用新型另一个具体实施例，如图2所示，优选的，所述头盔外表面还设有与所述第一CPU102相连的光线传感器107。通过光线传感器107提供亮度变化情况，根据亮度变化情况可选择双目红外传感器工作在白天还是夜间模式，为使用3D识别提供硬件基础。

优选的，所述头盔主体内还设有加速度传感器108和角度传感器109，所述加速度传感器108和所述角度传感器109分别与所述第一CPU 102相连。本实用新型中加速度传感器108与角度传感器109集成一体，用于采集盲人的运动的加速度和转动的角度，在盲人通过十字路口时，可以通过采集的加速度和角度确定盲人具体位置和朝向，解决盲人在水平前方方向确认问题，亦提供检测盲人身体运动状态的硬件基础。

优选的，所述头盔主体内还设有与所述第一CPU 102相连的GPS模块110。盲人可通过语音输入设备104说出期望到达的目的地，并可以通过GPS接收经纬度信息，将此时位置信息发送至监控平台3，监控平台3为盲人选择最优路径并通过语音输出设备105即耳机输出导航信息，为盲人指路。当盲人迷路时，同时发送位置信息给者家人来获得帮助。

优选的，所述头盔本体的外表面还设有多个状态警示灯111，所述状态警示灯111与所述第一CPU102相连。通过在头盔主体上设置警示用的大功率LED状态警示灯111，以警示周围行人注意，为盲人行走提高安全指数。

优选的，所述头盔主体内还设有USB接口，用于外接输入输出设备。

图3为本实用新型一种智能头盔的外观示意图。如图3所示，双目红外摄像头101安装在头盔主体的正前方，以确保双目红外摄像头101位置稳定，有助于获取盲人行走时前方路况。在双目红外摄像头101附近还设有光线传感器107。其头盔主体外部设有一圈状态警示灯111，便于提醒路人注意盲人。通过在靠近用户耳朵位置处设置耳机和麦克风，方便盲人直接输入语音指令，同时通过耳机接收远端的监控平台3根据当前盲人行走情况发送的语音帮助类信息。

本实用新型中的智能头盔1主体上还另设有提供自检、SOS、重置等功能按钮，方便盲人在紧急情况下一键操作。

图4为本实用新型一种智能导航系统的主要组成示意图，如图4所示，一种智能导航系统，包括智能头盔1，还包括监控平台3；所述监控平台3包括视觉识别模块31和第二移动通信模块32；所述监控平台3通过所述第二移动通信模块32与所述智能头盔1通信。

本实用新型中第一移动通信模块103和第二移动通信模块32的通信方式具体为3G/4G等移动通信方式中的一种。

其中，智能头盔1通过第一移动通信模块103将双目红外摄像头101采集的盲人周围场景视频图像发送至远端的监控平台3，监控平台3通过视觉识别模块31识别盲人周围场景视频图像，识别其中的障碍物及盲人所处场景，然后将识别结果通过GPRS方式反馈给盲人。

图5为本实用新型一种智能导航系统的完整组成示意图，如图5所示，还包括智能拐杖2；所述智能拐杖2包括拐杖主体，所述拐杖主体上设有第二CPU21以及与所述第二CPU 21相连的距离探测器22、第二通信模块23以及第二电池24；所述头盔主体内还设有与所述第一CPU 102相连的第一通信模块112；所述智能拐杖2通过所述第二通信模块23与所述智能头盔1通信。

具体的，第一通信模块112和第二通信模块23可以使用蓝牙或者WIFI通信模式，用于通过蓝牙或WIFI的方式连接外部设备，如智能手套或智能拐杖2等避障辅助工具，提高盲人行走安全性。本实用新型中第一通信模块112和第二通信模块23用于保证智能头盔1和智能拐杖2之间的信息交换。

优选的，所述距离探测器22包括红外探测器和或超声波探测器。通过超声波探测器和或红外探测器实施探测障碍物，盲人前方遇到障碍物，测出障碍物距离和方位，并通过第二通信模块23传递给盲人智能头盔1的第一通信模块112，经过第一CPU 102的处理后，以语音提示的方式通知盲人前方障碍物。

优选的，所述智能拐杖2还包括与所述第二CPU 21相连的震动装置25。当通过超声波探测器和或红外探测器实施探测障碍物，盲人前方遇到障碍物，测出障碍物距离和方位后，智能拐杖2的震动模块会发出震动以提示盲人。

需要说明的是，本实用新型中以头盔为载体，实际应用时还可以产生多种变形，比如以眼镜或以任意一种头部可穿戴设备为载体均可实现。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。