一种基于计算机视觉的智能导盲手杖

1.本发明涉及导盲手杖技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的智能导盲手杖。


背景技术：

2.众所周知，盲人是指视觉有障碍的人，视障人士主要分为两类，分为全盲和半盲，全盲即(即眼球萎缩或钙化)，对光失去反应，二为弱视(低于正常视力60％)，盲人的活动会因视觉障碍受到限制，而盲人在生活中就需要使用导盲杖来辅助进行行走。
3.然而市场上盲人在使用导盲杖时，通常通过感触脚边的障碍物及盲道进行判断，匆匆而可以避开脚边障碍，避免在行走时受到伤害，然而市场上使用的导盲杖在使用时，功能较为单一，对陌生路段的障碍物难以进行避开，为此提出一种基于计算机视觉的智能导盲手杖。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于计算机视觉的智能导盲手杖。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于计算机视觉的智能导盲手杖，包括收纳壳，所述收纳壳的底部活动连接有自动伸缩杆，自动伸缩杆的一侧开设有多个安装孔，安装孔内分别固定连接有超声波探头和红外线探头，所述自动伸缩杆圆周的一侧固定连接有对称的两个扬声器，所述收纳壳一侧内壁固定连接有控制模组和电池盒，所述收纳壳的一侧设有耳机插孔，所述收纳壳的一侧固定连接有控制开关，且扬声器与控制开关电性连接，所述收纳壳的一侧固定连接有音量控制键、控制钮和智能报警键，所述超声波探头和红外线探头均与控制钮电性连接，且耳机插孔和扬声器均与音量控制键电性连接，所述自动伸缩杆的圆周外壁固定连接有多个警示灯带，所述自动伸缩杆的圆周外壁固定连接有控制器。
7.优选地，所述自动伸缩杆包括第一套筒，第一套筒的一端转动连接在收纳壳的一端，所述第一套筒内活动连接有第二套筒，第二套筒顶部的圆周内壁固定连接有第一固定片，所述第二套筒的圆周内壁固定连接有第一马达，第一马达输出轴的一端固定连接有第一丝杆，且第一丝杆与第一固定片螺纹连接，所述第二套筒内活动连接有插杆，插杆顶部的圆周内壁固定连接有第二固定片，所述第二套筒的一侧内壁固定连接有微型马达，微型马达输出轴的一端固定连接有微型丝杆，且微型丝杆与第二固定片螺纹连接，所述第一马达和微型马达均与控制器电性连接。
8.优选地，所述控制模组包括单片机、gsm模块、语音播报模块、报警模块、蓝牙模块和震动传导模块。
9.优选地，插杆的底部外壁固定连接有固定块，所述收纳壳的顶部内壁固定连接有磁铁。
10.优选地，所述收纳壳的圆周外壁开设有多个防滑纹，且防滑纹均匀分布。
11.优选地，所述自动伸缩杆顶部的一侧固定连接有卡扣，所述收纳壳的底部固定连接有卡块。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
13.1、本发明中，通过耳机插孔、扬声器、超声波探头、红外线探头、警示灯带和控制模组之间的配合使用，使得手杖能够具有多个功能，从而对盲人的行走进行充分的辅助，提高手杖的功能性和盲人行走的安全性；
14.2、本发明中，通过自动伸缩杆和控制器的配合使用，使得通过控制器能够控制自动伸缩杆自动进行伸缩，提高手杖的自动化程度；
15.3、本发明中，通过固定块和磁铁的配合使用，使得自动伸缩杆在进行收纳时，磁铁能够吸附固定块，从而方便对自动伸缩杆的收纳，避免盲人夹手。
16.本发明结构简单，通过耳机插孔、扬声器、超声波探头、红外线探头、警示灯带和控制模组提高手杖的功能性，同时通过控制器控制自动伸缩杆的伸缩，提高手杖的自动化程度，还能够通过磁铁对自动伸缩杆进行吸附，方便对自动伸缩杆的收纳，避免盲人夹手。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种基于计算机视觉的智能导盲手杖的展开状态主视结构示意图；
18.图2为本发明提出的一种基于计算机视觉的智能导盲手杖的展开状态剖视结构示意图；
19.图3为本发明提出的一种基于计算机视觉的智能导盲手杖的收纳状态结构示意图；
20.图4为本发明提出的一种基于计算机视觉的智能导盲手杖的a点放大结构示意图。
21.图中：1、收纳壳；2、耳机插孔；3、控制开关；4、扬声器；5、超声波探头；6、红外线探头；7、自动伸缩杆；8、警示灯带；9、固定块；10、控制器；11、防滑纹；12、微型马达；13、电池盒；14、控制模组；15、第一马达；16、第一套筒；17、第一丝杆；18、第一固定片；19、第二套筒；191、插杆；20、第二固定片；21、微型丝杆；22、音量控制键；23、控制钮；24、智能报警键；25、卡扣；26、卡块。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.实施例一
24.参照图1-图4，一种基于计算机视觉的智能导盲手杖，包括收纳壳1，收纳壳1的底部转动连接有自动伸缩杆7，自动伸缩杆7的一侧开设有多个安装孔，安装孔内分别通过螺栓固定有超声波探头5和红外线探头6，红外线探头6和超声波探头5能够对外界的障碍物进行探测，提高盲人行走的安全性，自动伸缩杆7圆周的一侧通过螺栓固定有对称的两个扬声器4，扬声器4能够对盲人发出警报或语音指令，方便盲人对障碍物的躲避，收纳壳1一侧内壁通过螺栓固定有控制模组14和电池盒13，电池盒13能够为手杖提供电力，收纳壳1的一侧设有耳机插孔2，收纳壳1的一侧通过螺栓固定有控制开关3，且扬声器4与控制开关3电性连
接，盲人能够通过耳机插孔2和扬声器4进行选择收听的方式，收纳壳1的一侧通过螺栓固定有音量控制键22、控制钮23和智能报警键24，超声波探头5和红外线探头6均与控制钮23电性连接，且耳机插孔2和扬声器4均与音量控制键22电性连接，自动伸缩杆7的圆周外壁通过螺栓固定有多个警示灯带8，警示灯带8能够发出红光，从而对过往的人或车进行提醒，自动伸缩杆7的圆周外壁通过螺栓固定有控制器10。
25.实施例二
26.参照图1-图4，本发明提供一种新的技术方案：一种基于计算机视觉的智能导盲手杖，包括收纳壳1，收纳壳1的圆周外壁开设有多个防滑纹11，且防滑纹11均匀分布，收纳壳1的底部转动连接有自动伸缩杆7，自动伸缩杆7的一侧开设有多个安装孔，安装孔内分别通过螺栓固定有超声波探头5和红外线探头6，红外线探头6和超声波探头5能够对外界的障碍物进行探测，提高盲人行走的安全性，自动伸缩杆7圆周的一侧通过螺栓固定有对称的两个扬声器4，扬声器4能够对盲人发出警报或语音指令，方便盲人对障碍物的躲避，收纳壳1一侧内壁通过螺栓固定有控制模组14和电池盒13，控制模组14包括单片机、gsm模块、语音播报模块、报警模块、蓝牙模块和震动传导模块，单片机型号为at89s51，单片机控制电路主要完成发送与关闭控制信号、计时、接收回波信号及串口通信等工作，电池盒13能够为手杖提供电力，收纳壳1的一侧设有耳机插孔2，收纳壳1的一侧通过螺栓固定有控制开关3，且扬声器4与控制开关3电性连接，盲人能够通过耳机插孔2和扬声器4进行选择收听的方式，收纳壳1的一侧通过螺栓固定有音量控制键22、控制钮23和智能报警键24，超声波探头5和红外线探头6均与控制钮23电性连接，且耳机插孔2和扬声器4均与音量控制键22电性连接，自动伸缩杆7的圆周外壁通过螺栓固定有多个警示灯带8，警示灯带8能够发出红光，从而对过往的人或车进行提醒，自动伸缩杆7的圆周外壁通过螺栓固定有控制器10，自动伸缩杆7包括第一套筒16，第一套筒16的一端转动连接在收纳壳1的一端，第一套筒16内插接有第二套筒19，第二套筒19顶部的圆周内壁通过螺栓固定有第一固定片18，第二套筒19的圆周内壁通过螺栓固定有第一马达15，第一马达15输出轴的一端通过螺栓固定有第一丝杆17，且第一丝杆17与第一固定片18螺纹连接，第一马达15带动第一丝杆17转动，第一丝杆17通过第一固定片18推动第二套筒19移动，从而将第二套筒19推出，第二套筒19内插接有插杆191，插杆191的底部外壁通过螺栓固定有固定块9，收纳壳1的顶部内壁通过螺栓固定有磁铁，磁铁能够对自动伸缩杆7进行吸附，方便对自动伸缩杆7的收纳，避免盲人夹手，插杆191顶部的圆周内壁通过螺栓固定有第二固定片20，第二套筒19的一侧内壁通过螺栓固定有微型马达12，微型马达12输出轴的一端通过螺栓固定有微型丝杆21，且微型丝杆21与第二固定片20螺纹连接，同理微型马达12能够将插杆191推出，从而方便盲人的使用第一马达15和微型马达12均与控制器10电性连接，自动伸缩杆7顶部的一侧通过螺栓固定有卡扣26，收纳壳1的底部通过螺栓固定有卡块25，卡扣25卡住卡块26，能够避免自动伸缩杆7转动。
27.其中gsm模块采用德国西门子公司的tc35i，可以实现单片机控制gsm模块接收和发短信等功能。单片机通过向gsm模块发送at指令，控制gsm运行，通过gsm短信模块接收实时路况，向手杖发来的有关路面情况，反馈给使用者，gsm通信模块：当盲人或者老人弱势群体受到危险时，gsm通信模块会通过gps智能定位到盲人的位置，发送信息来向盲人的家人求救。
28.其中语音播报模块采用可编程语音芯片wt588d，解决的了盲人外出时对出行时间
的不确定而又无法看手表的计时工具。可以准确的掌握独自的外出时间，支持万年历功能，外接32768k晶振能精准计算年、月、日、时分秒。
29.其中超声波测距模块原理：单片机驱动超声波探头5发射超声波，当声波受到尺寸大于其波长的障碍物时，就会发生反射。
30.红外光线测距模块原理：红外线探头6发射红外光线，反射回来的光波被ccd(电荷耦合元件)检测器检测到以后，转化成为可读信号，再由手杖单片机计算出距离(反射波成为回声，通过计数器来记录回波所用的时间，然后通过微控制器计算盲人与障碍物的间距)。
31.工作原理：取出手杖，然后转动自动伸缩杆7，对收纳状态的自动伸缩杆7打开，随后卡扣25卡住卡块26，避免自动伸缩杆7转动，然后按动控制器10，控制器10控制第一马达15和微型马达12转动，第一马达15带动第一丝杆17转动，第一丝杆17通过第一固定片18推动第二套筒19移动，从而将第二套筒19推出，同理微型马达12将插杆191推出，从而方便盲人的使用，使用时，通过控制钮23打开自动伸缩杆7上的红外线探头6和超声波探头5，对外界的障碍物进行探测，通过控制开关3打开扬声器4，然后通过扬声器4对盲人进行汇报，而当盲人遭遇危险时，通过智能报警键24向家人发送救援信号，避免盲人孤立无援。
32.然而，如本领域技术人员所熟知的，超声波探头5、红外线探头6、单片机、gsm模块、语音播报模块、报警模块、蓝牙模块和震动传导模块、第一马达15、微型马达12的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
33.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。