一种智能导盲头盔

1.本实用新型涉及视觉恢复技术领域，具体涉及一种可将外界信息转化成可编码振动引发头皮触觉的智能导盲头盔。


背景技术：

2.全球有超过4.5亿人口存在视力问题，其中中国就超过1.5亿人。全国失明人数达到854万，视力低下人数约为4900万。很多研究机构致力于为这些患者恢复视觉能力。
3.现有技术中所采用的人工视网膜系统需要依靠外部设备进行视网膜与视神经的传递，其分辨率远逊于天然视网膜，并且有生物相容性的问题，器件若脱落会造成损伤，并且制作封装工艺复杂，集成风险高，价格昂贵。因此，很多患者对于植入人工视网膜系统存在顾虑。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供一种智能导盲头盔。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
6.一种智能导盲头盔，包括头盔、图像采集装置、多个振动马达、信号处理装置和开关装置；
7.所述图像采集装置安装在所述头盔外壁，所述振动马达安装在所述头盔内壁，所述信号处理装置分别与所述图像采集装置和开关装置连接，所述开关装置与所述振动马达连接。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，所述振动马达的数量为十一个，其中，在所述头盔内壁对应头部的前部、后部、左侧、右侧、左前侧、右前侧、左后侧和右后侧位置各设置一个，在所述头盔内壁对应头顶的位置以及对应头顶偏左和偏右的位置各设置一个。
10.进一步，所述图像采集装置包括三个摄像头，分别安装在所述头盔外壁的前部、左侧和右侧。
11.进一步，所述图像采集装置、信号处理装置和开关装置之间通过有线或无线的方式进行通讯。
12.进一步，还包括语音通话装置，所述语音通话装置安装在所述头盔上。
13.进一步，还包括为所述的智能导盲头盔提供电源供应的电池。
14.进一步，还包括云端服务器，所述云端服务器与所述开关装置通讯连接。
15.本实用新型的有益效果是：
16.与现有人工视觉技术相比，本实用新型将外界的信息以约定的方式通过机械刺激的方法投射到头皮上形成触觉指令，通过这种方式达到人工视觉的效果。本实用新型无需手术植入视网膜假体，对人体无损，减少手术风险；选择以头盔的形式在头皮部位进行触觉编码，携带方便，不影响日常行为，也提高了识别速度；装置外观与普通帽子无异，且马达振
动引发触觉的声音很小，可很好地保护使用者隐私；本装置同时可以提供动态导航功能，给视觉障碍者的头皮直接提供路径信息，省略佩戴者图像感知和判断过程，便于较快速行走。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的一种智能导盲头盔的结构框图；
18.图2为本实用新型实施例提供的头盔外观示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的头盔内部振动马达位置示意图；
20.图4为本实用新型实施例提供的按键装置的键位布置示意图；
21.图5为本实用新型实施例提供的触摸屏界面的示意图；
22.图6为本实用新型实施例提供的控制原理图。
具体实施方式
23.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
24.图1为本实用新型实施例提供的一种智能导盲头盔的结构框图，如图1 所示，该装置包括头盔1、图像采集装置2、多个振动马达3、信号处理装置4和开关装置5。所述信号处理装置4分别与所述图像采集装置2和开关装置5连接，所述开关装置5与所述振动马达3连接。
25.如图2及图3所示，头盔1的外观类似帽子，头盔本体可利用3d打印为单人定制头盔，从而为个人设计出与头部结构最吻合接触的形状，材料柔性透气，尽可能提供舒适的体验。使其美观并不影响日常生活，不引人注目。
26.头盔1外壁安装图像采集装置2，优选地，图像采集装置2可包括三个摄像头21，分别安装在头盔1外壁的前部、左侧和右侧，采集三个方向的图像信息。
27.如图4所示的振动马达3安装在所述头盔1的内壁，如图2所示，振动马达数量为11个或更多，数量为11个时，按照前、后、左、右、左前、左后、右前、右后、中间、中左、中右分布。
28.开关装置5可采用如图4所示的按键装置，按键装置中设置了与振动马达3一一对应的开关，即图4中标识b、g、d、e、a、f、c、h、s、l、r，开关装置也可采用带有触摸屏的界面来进行控制，如图5所示。各个振动马达3的共地线和电源控制线通过所述开关装置5与电池连接，通过各个按键可以一一对应控制振动马达的通断。
29.信号处理装置4、图像采集装置2、开关装置5之间可通过有线连接，也可以通过蓝牙、wifi、zigbee、移动通信等无线通讯方式通讯连接。
30.该装置的工作原理如下：
31.如图6所示，图像采集装置采集图像信息并发送至本地或云端的信号处理装置，信号处理装置通过判断图像信息生成控制指令，并发送至开关装置，开关装置通过控制振动马达振动，从而向用户头部进行机械刺激来传递视觉的图像信息，具体的，可通过马达不同的振动时长、强弱、频率、振动位置以及不同组合实现不同的指令。指令集如下表所示：
32.动作指令动作指令后退short g停步long s 后转long g警告停步triple short s常速前进long b右转twice short c
快速前进triple short b斜右转short c左转twice short a前进一步short b+g斜左转short a后退一步short g+b右跨一步short e上台阶short h右缓冲short r左缓冲short l左跨一步short d下台阶short f
33.该头盔装置也可将需要传达的信息用机械刺激编码的形式直接投射到头皮上。例如，不同马达振动代表导航的不同，也就是按动不同马达的对应按键代表不同指令：长按中间按键代表停止，长按前按键代表常速前进，短按后键代表后退，短按两次右键代表右转，短按两次左键代表左转等。
34.该头盔装置的功能可以设置多种场景模式，比如导航模式、户外模式、夜晚模式、游戏模式等。在不同的模式下，借助于图像识别和语音辅助，设定重点关注的目标进行触觉编码显示和提醒，提高在各种生活情境下的人工视觉功能。
35.本实用新型实施例提供的智能导盲头盔，通过将外界的视觉信息以约定的方式通过机械刺激的方法投射到头皮上，形成编码的触觉信息，通过这种方式达到人工视觉的效果。
36.可选地，在该实施例中，如图1、图2及图3所示，该装置还包括语音通话装置6，语音通话装置6安装在头盔1上，用户可通过语音通话装置6 接收其他用户发送的语音指令，也可采集用户的语音信息并发送给其他用户，从而实现通话交流,用以传达更加复杂的信息或者告知危急的情况。
37.总体来说，本实用新型是一种利用触觉震动并辅以语音提示的方式为视觉障碍者提供外界信息的头盔装置，视觉障碍者只需要佩戴该头盔，就可以接收到周围的外界信息，甚至路线导航指示。该头盔可以实现的功能包括行动态场景中对障碍物、行人和车辆的躲避、危机提示、夜晚出行，和静态场景中的游戏体验等方面。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。