一种导盲耳机

1.本实用新型涉及导盲设备技术领域，具体涉及一种导盲耳机。


背景技术：

2.随着社会的不断发展，健身也逐渐为人们所接收。盲人(视障人士或失明人士)作为社会的弱势群体，由于视觉上的缺失，他们的户内外运动健身都显得极不方便。
3.目前盲人的户外出行大多依靠导盲棍感知盲道和道路上的一些障碍物，也有一部分是依靠导盲犬辅助行走，因导盲犬的训练需要很长时间，而且数量有限，价格昂贵，使得大部分盲人无法通过导盲犬获得帮助，而单独使用拐杖出行，往往又不能满足户外健身走或健身跑的要求。而市场上出现的一些导盲设备，仅仅是能够探知前方是否有障碍物，在盲人健身走或健身跑时，依然需要盲人自行判断如何前进，期间需要盲人暂停健身运动，主动停顿思考所述障碍物是否影响当前的路径规划，若影响当前的路径规划，则需要重新制定后续的运动方向，在前述思考判定规划完成后，盲人方可按照最新的路径规划重新进行健身。由于这一过程中，盲人在遇到障碍物后需要暂停的时间较长，健身效果降低。并且盲人在进行健身运动时，可能会前进到陌生区域，而盲人自身并不知晓陌生区域的区域规划方式，在自行判断后续健身方向时也容易误判，这对于陌生环境下的盲人极为不利。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种导盲耳机，用于解决现有技术中，盲人进行户外健身走或健身跑的运动时，需要人工判断和修改健身路径，使得健身运动暂停,健身效果下降的问题。
5.本实用新型提供一种导盲耳机，包括机身和听筒，所述听筒安装于所述机身的端部，所述导盲耳机还包括：
6.通信单元，安装于机身，输入端与所述导盲耳机所唯一绑定的客户端通信连接；
7.定位单元，安装于机身，用于检测自身所处位置；
8.采集单元，安装于机身靠近听筒的端部，用于采集自身向预设区域发送电磁波的反射波；
9.处理单元，安装于机身，输入端分别与所述通信单元、定位单元和采集单元的输出端连接；
10.播报单元，安装于听筒内，输入端与所述处理单元的输出端连接。
11.有益效果：本方案中导盲耳机通过通信单元与唯一绑定的客户端连接。由于导盲耳机与唯一客户端连接，保证导盲耳机只会接收到唯一客户端的统筹控制，避免其他无关客户端的干扰。
12.同时，在使用时，唯一绑定的客户端在进行地图导航时，向通信单元发送导航信息；导航信息包括了客户端自身位置信息。定位单元定位自身位置信息，处理单元同时接收到通信单元转发的导航信息和定位单元发送的自身位置信息，然后通过自身计算得到导盲
耳机与客户端之间的距离；并在距离超过预设距离阈值时，向播报单元发送告警信号，告警信号是通过高低电平来体现的。播报单元接收到处理单元发送的告警信息，直接将告警信息进行播报。
13.并且，在使用时，唯一绑定的客户端与导盲耳机之间距离在预设距离阈值内时；通信单元接收由唯一绑定的客户端所发送的导航信息，导航信息包含了导航指令；处理单元接收到定位单元转发的导航信息，将导航信息中的导航指令转发给播报单元；播报单元接收到该导航指令，播报所述导航指令。使得盲人用户在使用本导盲耳机时，听筒持续播放客户端所发送的导航指令，便于盲人沿着所述导航指令进行健身走或健身跑等户外运动。
14.唯一绑定的客户端与导盲耳机之间距离在预设距离阈值内时，采集单元启动，向自身前方预设区域发送电磁波，接收所述电磁波的反射波，根据发射和接收到反射的时间差得到障碍物位置信息；处理单元接收到采集单元发送的障碍物信息，对所述障碍物信息进行建模，并计算障碍物之间的间隙，在所述间隙大于预设人体通过距离时，向播报单元发送所述间隙的间隙位置信息，在所述间隙小于预设人体通过距离时，向播报单元发送绕行指令；播报单元接收到处理单元发送的间隙位置信息，播报所述间隙位置信息，接收到所述处理单元发送的绕行指令，播报所述绕行指令。导盲耳机在检测到前方具有障碍物时，首先判断障碍物之间的间隙是否能够供用户通过，在能够供用户通过时，直接播报间隙位置信息，便于盲人根据所述间隙位置信息所代表的间隙位置，从所述障碍物之间的间隙中通过，无需盲人用户间隔较长时间来思考是否存在间隙、间隙在哪里、间隙是否供通过等等问题，提高了盲人用户沿着客户端已经发出的导航指令进行户外健身走或健身跑等运动。并且自动判断出间隙无法供人通过时，通过播放绕行指令，供用户及时打断思考，转而专心寻找绕行的备用路线等。
15.进一步，所述处理单元的输出端还与通信单元的输入端连接，所述通信单元的输出端与所述导盲耳机所唯一绑定的客户端通信连接，所述通信单元根据处理单元的输出向与所述导盲耳机唯一绑定的客户端发送重置信号。
16.进一步，所述通信单元包括蓝牙收发器和存储器，所述存储器存储有与所处导盲耳机唯一绑定的客户端的标志信息，存储器的输出端与蓝牙收发器的输入端连接，蓝牙收发器的输出端用于发出含所述标志信息的重置信号。
17.进一步，所述定位单元为gps芯片，处理单元为微处理器。
18.进一步，采集单元包括至少两个超声波传感器。
19.进一步，采集单元包括两个旋转台，所述旋转台包括与所述机身连接的基座和能够在基座上旋转的旋转座，旋转座上偏心安装超声波传感器。
20.进一步，所述导盲耳机还包括供电单元，供电单元包括蓄电池和电池检测电路；蓄电池为所在导盲耳机的所有单元供电，电池检测电路的输入端与蓄电池的输出端连接，电池检测电路的输出端与处理单元的输入端连接。
21.进一步，所述播报单元包括播报控制电路、蜂鸣器和喇叭，播报控制电路的输出端与蜂鸣器和耳机喇叭的输入端连接。
附图说明
22.图1为本实用新型一种导盲耳机实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型一种导盲耳机实施例的模块示意图；
24.图3为图1中采集单元的结构示意图。
25.说明书附图中的附图标记包括：机身11、听筒12、通信单元21、定位单元22、采集单元23、处理单元24、播报单元25、供电单元26、基座231、旋转座232、超声波传感器233。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
27.本实用新型提供了一种导盲耳机，如图1和图2所示，包括机身11、听筒12、通信单元21、定位单元22、采集单元23、处理单元24、播报单元25和供电单元26。听筒12安装于机身11两端，播报单元25安装在听筒12上，采集单元23安装在机身11两侧，定位单元22、处理单元24、供电单元26和通信单元21安装在机身11上。
28.其中，通信单元21，安装于机身11上，输入端与所述导盲耳机所唯一绑定的客户端通信连接；定位单元22，安装于所述机身11上，用于检测自身所处位置；采集单元23，安装于机身11两侧，用于采集自身向预设区域发送电磁波的反射波；处理单元24，安装于所述机身11上，输入端分别与所述通信单元21、定位单元22和采集单元23的输出端连接；播报单元25，安装于所述听筒12内部，输入端与所述处理单元24的输出端连接。
29.在使用时，导盲耳机通过通信单元21与唯一绑定的客户端通信连接，故本方案中的导盲眼镜导盲耳机在工作时是能够与所述客户端相互配合而工作的。如此用户或用的亲属人员，可以通过便于操作的客户端来进行相关的操作，便于盲人用户的操作以及亲属的引导。同时，本方案中由于导盲耳机与唯一客户端连接，保证导盲耳机只会接收到唯一客户端的统筹控制，避免其他无关客户端的干扰，保证了导盲耳机与客户端之间绑定的唯一性，提高整个导盲耳机在共工作过程中的稳定性。
30.在一些示例中，导盲耳机还可以包括两个机身11和两个听筒12，两个机身11中的至少一个安装有通信单元21，每个机身11安装有听筒12，每个听筒12内安装有播报单元25，两个机身11之间直接通过数据线相连，以保证播报单元25的工作状态和工作内容进行同步。本示例提供了导盲耳机的另一种适应性的款式。
31.进一步的，通信单元21也可以对于当前所处导盲耳机试图建立通信连接的客户端进行验证。例如：每个客户端设置有自身唯一的客户识别号；客户端向导盲耳机发送通信请求信息，通信请求信息包括了所属客户端的客户识别号和导航信息；通信单元21包括了信号接收器、存储器和比较器，信号接收器接收到了客户端发送的通信请求信息，随后比较器将所述通信请求信息中的客户识别号与存储器中预存的标准的客户识别号进行对比，在两者一致时，通信单元21与所述通信请求信息对应的客户端建立通信连接。该方式中，通信单元21还能够进行了客户端验证的工作，该基于客户识别号的验证，保证了导盲耳机与客户端之间绑定通信连接的唯一性。其中对于客户识别号与标准客户识别号之间的对比是通过比较器来进行的，比较器所进行的工作仅仅是比较两个数值的大小，随后比较器的输出值分为高电平和低电平，高电平代表了两者一致，低电平代表了两者不一致。在比较器输出值为高电平时，控制单元与所述客户端建立唯一的通信连接。整个过程中无需借用计算机程序来进行改变，也无需借用计算机程序来实现。
32.同时，在本方案导盲耳机使用时，唯一绑定的客户端在进行地图导航时，向通信单
元21发送导航信息；导航信息包括了客户端自身位置信息和导航指令。定位单元22定位自身位置信息，处理单元24同时接收到通信单元21转发的导航信息和定位单元22发送的自身位置信息，然后通过自身计算得到导盲耳机与客户端之间的距离；并在距离超过预设距离阈值时，向播报单元25发送告警信号，告警信号是通过高低电平来体现的。播报单元25接收到处理单元24发送的告警信息，直接将告警信息进行播报。本方案的实质是为来避免使用导盲耳机的用户遗忘所配对的客户端。其中，处理单元24根据导航信息中的客户端自身位置和定位单元22发送的自身位置信息，这两个定位计算出客户端与导盲耳机之间的距离，这一过程其实质是根据两点的坐标来进行求距离，该行为无需进行计算机程序的改进，例如：定位模块采用中国专利cn204709328u中所提及的gps模块即可，处理模块直接采用微处理器。
33.并且，在上述基础上(在使用时，唯一绑定的客户端与导盲耳机之间距离在预设距离阈值内时)，通信单元21接收由唯一绑定的客户端所发送的导航信息，该导航信息包含了导航指令；处理单元24接收到定位单元22转发的导航信息，将导航信息中的导航指令转发给播报单元25；播报单元25接收到该导航指令，播报所述导航指令。
34.唯一绑定的客户端与导盲耳机之间距离在预设距离阈值内时，采集单元23启动，向自身前方预设区域发送电磁波，接收所述电磁波的反射波，根据发射和接收到反射的时间差得到障碍物位置信息；处理单元24接收到采集单元23发送的障碍物信息，对所述障碍物信息进行建模，并计算障碍物之间的间隙，在所述间隙大于预设人体通过距离时，向播报单元25发送所述间隙的间隙位置信息，在所述间隙小于预设人体通过距离时，向播报单元25发送绕行指令；播报单元25接收到处理单元24发送的间隙位置信息，播报所述间隙位置信息，接收到所述处理单元24发送的绕行指令，播报所述绕行指令，以供盲人用户暂停前进，等待后续的规划路线重置。
35.其中，处理单元24是通过ai处理器运行先进的slam算法，完成空间匹配、深度信息提取和三维重建，根据采集单元23所采集的障碍物信息，随后进行空间匹配、深度信息提取和三维重建，实现了对于障碍物的建模，随后在该建模的基础上计算出障碍物之间的最小间隙，将该最小间隙与预设人体通过距离来进行数值大小的比较。在所述间隙大于预设人体通过距离时，将该间隙所对应的位置信息发送给播报单元25进行播报，从而便于盲人朝向所述间隙前进，从而进行正常通过所述间隙。在所述间隙小于预设人体通过距离时，向处理单元24发送绕行指令，从而使得播报单元25播报绕行指令，告知盲人障碍物较大需要进行绕路。
36.进一步的，所述处理单元24的输出端还与通信单元21的输入端连接，所述通信单元21的输出端与所述导盲耳机所唯一绑定的客户端通信连接，所述通信单元21根据处理单元24输出的绕行指令，向与所述导盲耳机唯一绑定的客户端发送重置信号。
37.具体实施时，所述处理单元24向播报单元25发送绕行指令时，也向通信单元21发送绕行指令；通信单元21根据所述绕行指令向客户端发送重置信号，以使得客户端根据所述重置信号，重新规划/选择另一条导航方案，并随后将新重置后的导航信息发送给所述的导盲耳机，该导航信息包括了新的客户端自身位置和新的导航指令，客户端自身位置用于保证导盲耳机与客户端之间处于有效通信范围内，新的导航指令用于重新引导使用该导盲耳机的用户沿着导航信息所指示的方向前进。
38.进一步的，所述通信单元21包括蓝牙收发器和存储器，所述存储器存储有与所处导盲耳机唯一绑定的客户端的标志信息，存储器的输出端与蓝牙收发器的输入端连接，蓝牙收发器的输出端用于发出含所述标志信息的重置信号。本方案中在重置信号中包含了标志信息，避免了无关的客户端进行重置，降低客户端之间的信号干扰，同时也使得导盲耳机与客户端之间的通信进行了单向通信，提高了通信双方之间进行数据通信的准确度，避免不必要的能量浪费，降低通信单元21的耗电量。
39.进一步，采集单元23包括至少两个超声波传感器233.。多个传感器使得整个采集单元23的数据采集更为全面。
40.进一步，如图3所示，采集单元23包括旋转台，所述旋转台包括与所述机身11连接的基座231和能够在基座231上旋转的旋转座232，旋转座232上偏心安装超声波传感器233。具体地，基座231与机身11的端部固定连接，连接的方式可以是焊接、胶接、通过螺钉可拆卸连接等；旋转座232在外力的作用下能够在基座231上旋转，在无外力的作用下旋转座232相对于基座231禁止，即旋转座232与基座231之间的摩擦力大于在正常使用下重力所引起的滑动力，例如，基座231开有盲孔，盲孔中设置有中心轴，中心轴与盲孔之间的表面磨砂以增加摩擦力，旋转座232底部开有凹槽，凹槽底部设有卡固件，使得所述中心轴伸入凹槽中后相对于凹槽固定。在使用时超声波传感器233只会检测前方预设区域内的空间是否有障碍物，为了便于后续的调整和维修，本方案中用户可以通过施加外力调整旋转轴座与基座231之间的角度，改变超声波传感器233的检测方向。
41.进一步，所述供电单元26包括蓄电池和电池检测电路；蓄电池为所在导盲耳机的所有单元供电，电池检测电路的输入端与蓄电池的输出端连接，电池检测电路的输出端与处理单元24的输入端连接。蓄电池通常采用可充电的锂电池，锂电池的体积较小可重复充放电，电池检测电路通常用于检测所述锂电池的剩余电量，并在剩余电量小于预设最低数值时，所述电池检测电路的输出端输出代表“电量不足”的高电平；随后处理单元24根据“电量不足”的高电平，向播报单元25发送电量不足信号，供播报单元25进行播报。
42.进一步，所述播报单元25包括播报控制电路、喇叭和蜂鸣器，播报控制电路的输出端与喇叭(或蜂鸣器)和耳机输入孔的输入端连接。在耳机输入孔底部设有单刀双掷开关，单刀双掷开关的基端与处理单元24的输出端连接，单刀双掷开关的一个输出端与喇叭的输入端连接，单刀双掷开关的另一端与蜂鸣器的输入端连接；电路的基础状态是处理单元24的输出端与喇叭(或蜂鸣器)连接，耳机插入耳机输入孔时，单刀双掷开关切换到另一个状态，即处理单元24的输出端与耳机输入孔连接。本方案中播报单元25的喇叭通常是用于播报与本导盲耳机通信连接的客户端所发送的导航信息中的导航指令，如“左转后向前100米”，喇叭还用于播报处理单元24所发送的通行指令(含间隙位置)和绕行指令。本方案中蜂鸣器通常是用于播报通行指令和绕行指令，即只要有障碍物则蜂鸣器启动。在实施时，将蜂鸣器与喇叭分开，避免两者同时工作所造成的干扰；将蜂鸣器作为喇叭的备用线路，在不需要客户端进行导航时，用户切换到蜂鸣器所处备用线路，在需要客户端进行导航时，切换到喇叭所处的主线路。
43.值得注意的是，处理单元24连接通信单元21的输出端、定位单元22的输出端、供电单元26的输出端是用的是不同的输入端引脚，处理单元24连接播报单元25的输入端和通信单元21的输入端也用的是不同的输出端引脚。
44.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。