一种智能物联网导盲杖的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于智能导盲领域，尤其设及一种智能物联网导盲杖。
【背景技术】
[0002] 盲和视力损伤问题是世界上严重的社会和公共卫生问题之一，世界上视觉障碍者 数量众多。目前全世界有盲人近4500万人，视力障碍患者达1.35亿人，中国是全世界盲人最 多的国家之一，约有盲人600-700万，占世界盲人总数的18%，另有双眼低视力患者1200万。 正常人通过视觉获得的信息占总信息量的70%-80%，黑暗的世界很大程度上限制了盲人 信息的获取。目前，辅助盲人日常出行的工具主要是导盲犬和导盲杖。导盲犬培训成本高， 需要日常消耗，寿命有限，不具有广泛推广的可能性。导盲杖由撑杆和手柄组成，给予盲人 行走支撑。
[0003] 目前导盲杖主要通过超声波模块来检测路况，提醒盲人躲避障碍物。但存在探测 精度低、反馈滞后、功能单一、难于探测较远的或者悬挂的障碍物等缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种智能物联网导盲杖，旨在解决现有的导盲杖探测精度 低、反馈滞后、功能单一的问题。
[0005] 本发明是运样实现的，一种智能物联网导盲杖包括手型杖柄和杖体；
[0006] 所述手型杖柄的柄形为手屯、向上张开的手，手背部集成总开关按键、确定按键、取 消按键、导航按键;所述手型杖柄内置有振动模块、蓝牙耳机模块；
[0007] 所述杖体内置有雷达测距模块、GPS定位模块、L抓照明模块、图像识别模块、条形 码识别模块、云数据存储模块，杖体的底部安装有充电接口；所述杖体上设有超声波检测装 置，超声波检测装置包括为发射器、接收器、提示器、开关、电源，另外设置照明灯;所述发射 器安装在手杖杆正面，朝前下方，所述接收器安装在手杖杆正面朝前下方;所述提示器安装 在手杖杆正面上方，朝上方;开关安装在手杖杆正面上方，靠近手型杖柄的位置；
[000引所述振动模块、蓝牙耳机模块、雷达测距模块、GPS定位模块、L抓照明模块、图像识 别模块、条形码识别模块、云数据存储模块、充电接口均与内置在手掌杖柄中的主控制器连 接；
[0009] 所述振动模块包括微处理器、振动等级存储器、振动时间存储器和马达，所述微处 理器分别与振动等级存储器、振动时间存储器、主控制器、雷达测距模块连接，用于从主控 制器获取基本振动等级和基本振动时间，并根据振动时间和振动强度组合控制马达按照上 述振动等级和时间进行振动；
[0010] 所述蓝牙耳机模块包括蓝牙忍片、与该蓝牙忍片相连接的音频处理忍片、音频发 射模块，所述蓝牙忍片上设置有微处理器MCU，W及与该MC財目连接的可编程输入输出PIO接 口、12C接口，所述音频处理忍片中设置有数模DA转换模块、模数AD转换模块、音频增益调整 单元和12C接口；
[0011] 所述振动模块内置有语音识别模块，所述的图像识别模块与所述的语音识别模块 和条形码识别模块连接，该图像识别模块包括盲道图像采集模块、盲道轮廓提取模块、图像 结果输出模块；
[0012] 所述盲道图像采集模块对采集的盲道图像进行预处理，通过图像灰度修正、去噪、 锐化和边缘增强，去除干扰、噪声及差异，提高图像中盲道部分的亮度值；
[0013] 所述盲道轮廓提取模块结合盲道先验知识，识别盲道形状、颜色与边缘，从周围环 境中提取盲道的边缘轮廓并对提取出的盲道区域进行图像分割，探测提示盲道内提示图 标；
[0014] 所述图像结果输出模块与所述的振动模块和蓝牙耳机模块连接，用于结合微处理 器中存储的盲道先验知识，对图像分割后的盲道进行分类判决，判断盲道上有无障碍，识别 盲道提示图标并输出对应提示信息；
[0015] 所述条形码识别模块与所述的云数据存储模块连接，该条形码识别模块包括摄像 单元、条形码识别单元、编码查询单元、数据库、视频处理单元、显示单元、目标表面附着的 条形码，摄像单元负责获取目标图像，条形码识别单元负责识别目标条形码的编码，编码查 询单元负责W编码检索数据库中编码对应的标识及信息，视频处理单元负责标识及信息的 视频插入，显示单元负责显示包含目标标识及信息的视频图像；
[0016] 所述的云数据存储模块与所述的条形码识别模块进行任务调度的过程中包含数 据迭代过程，在数据迭代过程中，每个条形码根据转移公式确定被云数据存储模块选择的 概率，该转移公式为：
[0018] 其中，Tl J和IU J分别表示将任务Tl分配给条形码识别模块M川寸的信息素及转移期 望程度，n为现有存储的条形码的个数；
[0019] a为激发系数，0为期望激发系数；
[0020] 所述的TiJ和化J均用条形码识别模块的计算能力来表示：
[0021] Ti,j =化,j=MSj/N;
[0022] 1?表示处理任务i的条形码识别模块心的计算速度，N为常数；
[0023] 所述的条形码识别模块对残留信息进行更新时，采用如下公式：
[0024] Tij(t+1) = (I-P) X Tij(t)+Axij(t)
[0025] 其中，Tu(t+1)表示第t+1次迭代时任务Tl选择条形码识别模块心的信息量，I-P为 信息残留因子，P取值范围为[0,0.8)，ATu(t)表示任务Tl选择条形码识别模块M过丸行残留 在条形码识别模块心上的残留信息量。
[0026] 进一步，所述振动等级存储器与微处理器连接，通过微处理器对应设置基础振动 等级，并存储在振动等级存储器中；
[0027] 所述振动时间存储器与微处理器连接，通过微处理器对应设置基础振动时间，并 存储在振动时间存储器中；
[0028] 所述微处理器通过振动模块与马达连接，用于将产生的振动等级和振动时间信 号对应发送给振动模块，由振动模块控制马达振动；
[0029] 所述的振动等级根据雷达测距模块的测距结果确定，测得的障碍物距离越近振动 等级越局；
[0030] 所述的微处理器内置有语音识别模块，该语音识别模块包括字库匹配模块、语音 采集模块、语音输出模块;所述的语音采集模块对盲人输入语音进行采集，对输入语音进行 预处理，所述的预处理包括语音信号采样、反混叠带通滤波，去除个体发音差异，去除设备、 环境引起的噪声影响；所述的字库匹配模块与所述的图像识别模块和条形码识别模块连 接；
[0031] 所述的字库匹配模块用于根据图像识别模块和条形码识别模块的识别结果与字 库匹配模块中的存储的各地名进行匹配，并将匹配后的结果输送给蓝牙耳机模块和根据语 音采集模块的采集结果与储存有各种地点名词的声音模式库之间的相似度进行匹配，判断 盲人输入的目的地。
[0032] 进一步，所述的音频处理忍片上具有音频增益调整单元，该音频增益单元包括基 带接收通道增益功率放大器，数字/模拟转换器，模拟功率放大器，其特征在于，还包括所述 终端的处理器，所述基带接收通道增益功率放大器将经过其放大的数字音频信号分别传送 给所述处理器和数字/模拟转换器，所述数字/模拟转换器将所述数字音频信号进行数字/ 模拟转换，然后传送给所述模拟功率放大器，所述处理器将所述数字音频信号的电压与预 设的口限值相比较，根据比较结果自动调整所述基带接收通道增益功率放大器的放大参 数；
[0033] 当接收到蓝牙模式启动指令时，利用蓝牙忍片禁止所述音频处理忍片运行，使蓝 牙耳机工作在蓝牙模式下；
[0034] 当接收到具有音频增益调整功能的蓝牙模式的启动指令时，利用蓝牙忍片启动所 述音频处理忍片运行，使蓝牙耳机工作在具有音频增益调整功能的蓝牙模式下，所述方法 包括：
[0035] 当需要执行通信时，确认蓝牙耳机当前所处于的工作模式；
[0036] 当蓝牙耳机处于蓝牙模式时，将从蓝牙耳机的麦克风接收到的信号通过蓝牙忍片 的天线向外发送，W及，将从蓝牙忍片的天线接收到的信号直接输出至蓝牙耳机的扬声器。
[0037] 进一步，所述语音识别模块还包括：
[0038] 端点检测单元，用于计算进行格式转换及编码后的所述待识别语音信号的语音起 点及语音终点，去除所述待识别语音信号中的静音信号，获得所述待识别语音信号中语音 的时域范围；W及用于对所述待识别语音信号中的语音频谱进行傅里叶变换FFT分析，根据 分析结果计算所述待识别语音信号中的