专利名称：基于红外传感几何特征识别的导盲小车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种残疾人辅助装置，具体地说，涉及的是一种基于红外传感几 何特征识别的导盲小车。
背景技术：
生活中，盲人是残疾人中出行较为不便的一类群体。他们无法辨认方向，也无法接 受交通灯等光学交通器材的指引。在逐渐城市化的当今社会，他们的安全、方便的出行就显 得尤为重要。随着积极心理学受到人们的重视，残疾人的幸福感理应受到人们的关注。盲道是城市基础的公共设施。盲道按使用功能可分为两类行进盲道和提示盲道。 行进盲道呈条状形，每条高出地面5mm，可使盲杖和脚底产生感觉，便于指引视力残疾者安 全地向前直线行走。提示盲道呈圆点形，每个圆点高出地面5mm，可使盲杖和脚底产生感觉， 以告知视力残疾者前方路线的空间环境将出现变化。盲道砖按材料可分成预制混凝土类、 橡胶塑料类和不锈钢、聚氯乙烯等其它盲道型材。盲道的宽度宜随人行道的宽度而定，但应 符合相关的规定。盲人目前出行很大程度上还是利用盲道以及其他的辅助手段，为提高盲道的最大 利用率，更好地为残疾人和盲人提供生活方便，急需为盲人提供一种盲道导航小车。
实用新型内容本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述不足，提供一种基于红外传感几何 特征识别的导盲系统，可以提高盲道的利用率，更好地为盲人等残疾人提供方便，使他们能 安全、方便的出行。为实现上述的目的，本实用新型所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车， 包括小车车体、红外传感器模块、单片机和电源模块，小车车体前端设置有竖向支架，竖向 支架上端设有横向支架，红外传感器模块为偶数个，并前后交错分布在横向支架下方，红外 传感器模块与单片机连接，所述电源模块为其他部件提供工作电压。所述红外传感器模块，为连续测距红外传感器。所述连续测距红外传感器，其数量为四个，四个红外传感器呈V型布置在横向支 架下方，其中两个红外传感器平行设置于V型中间底部，另外两个分别位于V型两侧端部； 红外传感器对盲道高低部分会产生电压信号的差异，判断车体所在位置，并将检测到的信 号进行A/D转换后反馈给单片机，从而为单片机控制小车直行以及到达提示盲道时发出语 音提示提供了信息。所述连续测距红外传感器，其数量为六个，六个红外传感器呈W型排列于车体前方。所述六个连续测距红外传感器，其前端两个传感器与后侧中间两个传感器之间的 间距大于行进盲道上长条纵列的间距。本实用新型中，使用连续测距红外传感器与单片机结合来检测盲道表面，利用单片机实现对多传感器检测到盲道表面几何特征的信息的分析处理，进而动态调整小车的运 动状态，实现在一定条件下的小车自主行驶；使用语音提示模块对小车的运动近况进行语 音提示；同时采用手动控制模块与自动控制应对不同情况，有助于为导盲系统的低成本化 和高效化提供参照；将动作模块化，使导盲系统具备记忆_再现功能，能够记忆并还原行驶 动作。基于上述的技术方案可见，本实用新型构建的导盲小车为盲人的出行提供便利， 结构简单，使用方便，提高了城市基础设施——盲道的利用率，更好地为盲人等残疾人提供 方便，提高他们的生活质量。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。图2为本实用新型一实施例中红外传感器为四个的布局示意图。图3为本实用新型一实施例中红外传感器为六个的布局示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的解释，但是以下的内 容不用于限定本实用新型的保护范围。如图1所示，本实施例提供一种基于红外传感几何特征识别的导盲小车，包括小 车车体1、红外传感器模块5、单片机6和电源模块7，小车车体前端设置有竖向支架3，竖向 支架3上端设有横向支架4，红外传感器模块5为偶数个，并前后交错分布在横向支架下方， 红外传感器模块5与单片机6连接，所述电源模块7为其他部件提供工作电压。所述红外传感器模块，为连续测距红外传感器。本实施例中，单片机采用Megal28型主板为核心元件、驱动部分由两个5V直流电 机构成。Megal28型主板采用8位AVR微处理器，具有128K字节的系统，内可编程FLASH ； 具有8路10位A/D转换器，两个有独立的预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器， 两个有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器，具有独立片内振荡器的可 编程看门狗定时器，上电复位以及可编程的掉电监测。Megal28型主板共64个引脚。工作 电压为4. 5V-5. 5V，速度等级为0-16MHz。本实施例中，采用那英特科技NST9-360-350电机、中鸣14. 8V锂电池。本实施例中，小车车体由鸿运激光切割机切割加工，车体尺寸25X26cm2 ；车体最 大高度为15. 32cm。如图2所示，所述红外传感器模块包括四个连续测距红外传感器，这四个连续测 距红外传感器呈V型布置在小车车体底部，其中两个红外传感器平行设置作为V型底部，另 外两个分别位于V型两个端部。红外传感器距盲道表面凸起面13. 07cm，距凹下面13. 39cm。本实施例中，红外传感器模块为四个，按图2方式呈V型排列于车体前方，其中，其 中II号、III号红外传感器平行设置于V型中间底部，I号、IV号分别位于V型两侧端部； I号、IV号红外传感器模块距车体1. 2cm, II号、III号两个红外传感器模块距车体0. 5cm ； 红外传感器对盲道高低部分会产生电压信号的差异，判断车体所在位置，并将检测到的信 号进行A/D转换后反馈给单片机，从而为单片机控制小车直行以及到达提示盲道时发出语音提示提供了信息。本实施例中，在中间两个红外传感器模块靠近行进盲道长条末端和两长条之间时 按图3方式呈W型排列于车体前方，在原四个红外传感器模块前方另新增两个红外传感器 模块(V号、VI号)，与II号、III号两个传感器间距大于a (a为行进盲道上长条纵列的间 距)，确保稳定识别行进盲道。其中，I号、II号、III号、IV号四个传感器排布位置不变，新 增V号、VI号两个红外传感器模块位于最前端距车体垂直距离为7. 14cm。本实施例中，选用Sharp GP2D12连续测距红外传感器，工作电压4_5. 5V，标准电 流消耗33-50mA，输出电压和探测距离成比例。本实施例中，所述单片机设有看门狗程序，以便程序在出错时及时自动调整回正 常状态，达到提高程序安全性的效果。进一步的，采用《城市道路与建筑物无障碍设计规范》中规定的II型盲道铺设规 划路径，测试小车的导航情况。利用不同电键控制相应动作，完成小车的行走过程。本实用新型使用连续测距红外传感器与单片机结合来检测盲道表面，利用单片机 实现对多传感器检测到盲道表面几何特征的信息的分析处理，进而动态调整小车的运动状 态，实现在一定条件下的小车自主行驶；通过时间统计算法的设置实现了可靠识别提示盲 道与行进盲道的功能；使用了语音提示模块对小车的运动近况进行语音提示；同时采用手 动控制模块与自动控制应对不同情况，有助于为导盲系统的低成本化和高效化提供参照； 将动作模块化，使导盲系统具备记忆_再现功能，能够记忆并还原行驶动作。本实用新型更 好地为盲人等残疾人提供方便，提高他们的生活质量。
权利要求一种基于红外传感几何特征识别的导盲小车，包括小车车体，其特征在于，还包括红外传感器模块、单片机和电源模块，小车车体前端设置有竖向支架，竖向支架上端设有横向支架，红外传感器模块为偶数个，并前后交错分布在横向支架下方，红外传感器模块与单片机连接，所述电源模块为其他部件提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 红外传感器模块，为连续测距红外传感器。
3.根据权利要求1所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 红外传感器模块，其数量为四个，四个红外传感器呈V型布置在横向支架下方，其中两个红 外传感器平行设置于V型中间底部，另外两个分别位于V型两侧端部。
4.根据权利要求3所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 两侧的两个红外传感器模块距车体水平距离为1. 2cm，中间的两个红外传感器模块距车体 水平距离为0. 5cm。
5.根据权利要求1所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 红外传感器，其距盲道表面凸起面的距离为13. 07cm，距凹下面的距离为13. 39cm。
6.根据权利要求1所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 连续测距红外传感器，其数量为六个，六个红外传感器呈W型排列于车体前方。
7.根据权利要求6所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，其特征在于所述 六个连续测距红外传感器，其前端两个传感器与后侧中间两个传感器之间的间距大于行进 盲道上长条纵列的间距。
8.根据权利要求6所述的基于红外传感几何特征识别的导盲小车，所述前端两个红外 传感器模块距车体垂直距离为7. 14cm。
专利摘要本实用新型公开一种基于红外传感几何特征识别的导盲小车，包括小车车体、红外传感器模块、单片机和电源模块，小车车体前端设置有竖向支架，竖向支架上端设有横向支架，红外传感器模块为偶数个，并前后交错分布在横向支架下方，红外传感器模块与单片机连接，所述电源模块为其他部件提供工作电压。本实用新型能更好地为盲人等残疾人提供方便，提高他们的生活质量。
文档编号G01C21/26GK201664402SQ20102015250
公开日2010年12月8日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者董骁骏, 陆广华, 陆广琴, 陆胜寒 申请人:上海市金山区第一少年宫;上海市金山中学