技术特征：
1.一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，所述穿戴装置包括：三个超声波传感器(1)(2)(3)，镜架(4)，电池(5)，两个发声单元(6)和一个控制单元(7)，其中，所述超声波传感器(1)(2)(3)能探测障碍物的距离，两个所述发声单元(6)能发出声音让盲人感知障碍物的信息，所述控制单元(7)控制超声波传感器进行探测，并根据第一所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)反馈的距离信息判定障碍物的方位，以及控制发声单元发声让盲人感知障碍物信息，所述电池(5)通过电力总线给所述穿戴装置的避障系统进行供电。2.如权利要求1所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，第一所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)的探测范围中心线相互之间成一定角度，即其探测范围分别指向右方和左方，并使其探测范围有重合部分，第三所述超声传感器(3)的探测范围指向下方，对盲人行进过程所经过区域中的前方障碍物都进行探测，对于传感器(1)和(2)，使其探测范围中心线稍微向下，与水平线成一定角度α，而传感器(3)则在传感器(1)(2)探测范围的基础下继续往下倾斜一定角度以使传感器的探测范围能更好地覆盖人前方的上下空间。3.如权利要求2所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，所述三个超声波传感器被配置为：取一平面使其包含第一所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)探测范围的中心线，若把超声波传感器探测范围近似为一个锥体，在预设距离内所述平面与所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)探测范围相交形成的交线，将围成的区域分成左中右(abc)三个区域，左区域和右区域都是只有单个传感器能检测的范围，而中间区域则配置为第一超声波传感器和第二超声波传感器协同检测的区域。4.如权利要求3所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，再对障碍物可能出现的距离划分为若干个区间。5.如权利要求4所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，所述再对障碍物可能出现的距离划分为若干个区间进一步包括：划分为0～800mm，800～1400mm，1400～2000mm以及2000mm以外这4个区间，并分别记为区间0，1，2，3，其中，设定区间0～2为所需探测区间，对于第一所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)的探测平面划分为9个区域后，判断障碍物方位，并指定所需探测区间为第一距离区间，非所需探测距离区间为第二距离区间。6.如权利要求5所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，所述判断障碍物方位的方法包括：首先让第一所述超声波传感器(1)和第二所述超声波传感器(2)分别进行探测，并分别得到障碍物的距离信息dl和dr，若dl和dr都不在所述第一距离区间，则判定为无障碍物；若dl或者dr在所述第一距离区间，则判断dl和dr所在距离区间是否相等，若相等，就判断障碍物在正前方，即障碍物在中间区域，若不相等，则判断dl和dr是否在所述第一距离区间，是则判断障碍物在左或/和右区域。7.如权利要求5所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，发声单元(6)可以使用蜂鸣器或其它简单的发声元件，主要负责接受控制单元(7)的指令，让盲人感知障碍物的方位和距离信息，其可以使用如下形式中的一种或多种的组合让盲人感知：
形式一：选择语音播报的形式，当利用第一所述超声传感器(1)和第二所述超声传感器(2)判断出所述9个区域中是否存在有障碍物，则发声单元将发出语音播报不同区域有障碍物，对于第三超声传感器(3)，也可以如第一所述超声传感器(1)和第二所述超声传感器(2)一样，对距离划分区间，并对障碍物所处区间进行语音播报；形式二，采用提示音的形式，对于距离越近的障碍物，音量越高，或者使其提示频率越高，其中，当第三超声传感器(3)检测到下方有障碍物，发声单元(6)可以发出低音调的提示音，当第一超声传感器(1)和第二超声传感器(2)检测到所述9个区域中有障碍物时，发声单元(6)可以发出高音调的提示音，并且，若障碍物在左区域，则只让左边的发声单元发声而右边的发声单元不发声，若障碍物在右区域，则让右边的发声单元发声而左边的发声单元不发声，若障碍物在b区域，则让两个发声单元都发声，这样可以让盲人直观地感知障碍物在哪个区域；形式三，通过发声单元(6)直接利用立体声场让盲人感知障碍物的方位和距离，即指通过声音构建出一种能反映声源位置的声场，而声源的方位可以用来代表障碍物的方位，从而达到感知立体声场信息即能感知障碍物位置信息的效果，其中，超声波传感器把障碍物的距离信息传输给控制单元，控制单元根据距离信息和相应算法判断出障碍物所处方位，再根据障碍物所处方位控制音频模块，对应不同区域的障碍物则播放能体现不同方位的立体效果音，使盲人能更加直观根据立体效果音判断出障碍物在空间中的哪个方位，其中，使用音频模块提前存储立体声场录音，在遇到障碍物时再播放对应录音，也可以实时制作并播放所检测到的障碍物方位所对应的立体声场音频。8.如权利要求7所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，对于立体音场录音的制作，可以使用专业的音频软件设置声源在不同方位以代表障碍物在不同方位，将所述第一、第二超声传感器(1)(2)探测平面划分为9个区域，则可以根据这9个区域，利用音频软件制作出声源分别在这9个区域的立体效果音，在实际遇到障碍物时，则根据障碍物所处方位播放对应方位的声源的立体效果音，制作立体效果音时，要制作能代表障碍物在正前方的音频时，可以直接设置声源分别在不同区域，其中，要制作能代表障碍物在左方的音频时，可以设置音源在一个比左方障碍物更靠左的方位；要制作能代表右方的音频时，可以设置音源在一个比右方障碍物更靠右的方位，以此让盲人更容易辨识障碍物在左边，右边还是中间。9.如权利要求1所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，所述超声波传感器进一步包括与编码器进行连接，所述超声传感器根据所述编码器的特定编码进行定位反馈，同时检测环境中是否存在高频信号，若检测环境中存在高频信号，则判断所述高频信号与超声传感器的工作频率的相似度是否在第一相似区间，若存在，则将超声传感器的工作频率从第一主频率跳频至第二备用频率，其中，所述第一、第二、第三超声传感器采用不同的工作频率。10.如权利要求8所述的一种用于盲人避障的穿戴装置，其特征在于，设置应急反应库，通过otg(on the go技术)进行更新，将接受的声源的动态特征与应急反应库中的声源已知特征进行匹配，若满足紧急情况下的声源特征，则发声单元(6)进行特殊提醒。
技术总结
本发明公开了一种用于盲人避障的穿戴装置，包括：三个超声波传感器，镜架，电池，两个发声单元和一个控制单元，所述超声波传感器能探测障碍物的距离。超声波传感器探测范围大，且不会像激光和红外等光学传感器一样受环境光影响，因此本发明将超声波传感器用于避障装置。传感器(1)和(2)主要负责探测空间中靠近上方的障碍物，传感器(3)主要负责探测空间中靠近下方的障碍物。通过对重点区域的分块检测，对障碍物可能出现的距离划分为若干个区间，通过第一和第二所述超声波传感器的探测范围中心线相互之间成一定角度，即其探测范围分别指向右方和左方，并使其探测范围有重合部分并以此增加识别准确率，同时能够对障碍物进行空间定位。定位。定位。
技术研发人员：周洪波 陈熙 潘剑飞 申振威 李泳
受保护的技术使用者：深圳市漫宇科技有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/10/8