[发明专利]基于红外传感几何特征识别的导盲系统

权利要求书

1.一种基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于包括小车车体以及设置在小车车体上的红外传感器模块、单片机和电源模块，所述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；其中：

所述红外传感器模块采集小车底部与地面间距，以及地面表面几何特征的信息；该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于V型底部，另外两个分别位于V型两个端部；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；

所述单片机接收所述传感器模块发送的信息，对采集到的地面表面几何特征的信息进行处理，识别是否为盲道，是长条形行进盲道或圆点形提示盲道，然后根据识别的结果采用自动控制方式或者手动控制方式对导盲小车的运动状态进行调整，同时对导盲小车运动状态进行语音提示，以便盲人方便准确的了解行进的线路。

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系统，其特征在于：所述的单片机中设有信息处理模块、手动控制模块、自动控制模块以及语音提示模块，其中：

所述信息处理模块接收红外传感器模块传送的信息，并对传感器模块检测到的盲道表面几何特征的信息进行处理，以识别是否为盲道，以及进一步识别提示盲道与行进盲道；如果识别出的结果不是盲道或者是提示盲道，则将该结果传送给手动控制模块；如果识别出的结果是行进盲道，则将该结果传动给自动控制模块；

所述手动控制模块用于手动控制小车的运动状态，即进入盲道之前，根据检测路面是否为盲道，由盲人按动开关确认是否进入自动控制状态；在到达提示盲道后，由盲人通过该手动控制模块进行转弯方向以及路线的选择，使小车按照盲人的正确路线行进；

所述自动控制模块在小车进入盲道之后，如果信息处理模块识别出的结果是行进盲道，则由自动控制模块自动控制小车的前进运动状态，完成一定程度上的小车自动控制行驶；

所述语音提示模块对于行进中路面的情况以及小车的运动状态进行语音提示，以便盲人准确的掌握导盲小车的前进路线。

3.根据权利要求1或2所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于：所述单片机通过传感器电压返回值判断传感器与地面的距离，小车以较稳定速度行驶过程中，在行进盲道和提示盲道上传感器的反馈电压信息存在规律性差异，即在行进盲道凸起上返回高电压的持续时间比在提示盲道凸起上返回高电压的持续时间长，以此区分行进盲道与提示盲道。

4.根据权利要求1或2所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于：所述单片机上设有四个电键，分别用于执行手动/自动控制程序的切换、左转、右转和直行前进的任务。

5.根据权利要求1或2所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于：所述单片机采用Mega128型主板为核心元件，驱动部分由两个5V直流电机构成；Mega128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。

6.根据权利要求5所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于：所述Mega128自带的EEPROM存储器能在关机后保留数据，这样系统记忆路径后，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。

7.根据权利要求1或2所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，其特征在于：所述红外传感器选用Sharp GP2D12连续测距红外传感器，工作电压为4-5.5V，标准电流消耗为33-50mA，输出电压和探测距离成比例。