[发明专利]基于红外传感几何特征识别的导盲系统

说明书

技术领域

本发明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系统。

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装置。

发明内容

本发明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，本发明所述的基于红外传感几何特征识别的导盲系统，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，并将采集信息结果进行转换后反馈给单片机；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。

进一步的，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(比如是否为盲道，是提示盲道还是行进盲道)以及小车的运动状态(前行、转弯方向等)进行语音提示，以便盲人准确的掌握导盲小车的前进路线。

进一步的，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。

进一步的，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(时间统计算法)，以此区分行进盲道与提示盲道。

进一步的，所述单片机在关机后保留数据，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。单片机上设有电键，用于手动和自动控制的切换以及小车运动控制。

更进一步的，所述单片机设有看门狗模块，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。