[发明专利]基于运动传感器的导盲眼镜及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可穿戴设备，尤其涉及一种盲人使用的导盲眼镜。

背景技术

盲人是社会的弱势群体，他们的出行以及活动面临巨大的困难，这大大限制了他们的活动范围。目前盲人出行主要依靠盲杖和导盲犬的帮助。盲杖有探测范围小、探测效率低、容易忽略高处障碍物等缺点。导盲犬需要长时间训练，价格昂贵，而且饲养携带都是比较麻烦的事情。

现有技术中提出过类似功能的导盲设备，但是由于其持续工作，功耗较大，所以探测部分往往要用导线连接到一个有较大电池的电子盒。电子盒上往往还设有开关、工作频率调节旋钮等部件，用手动方式来调整设备工作状态。这些都造成了使用上的不便。还有一些方案提出了把电池、处理器和各种传感器集成到眼镜上的方法，但是由于这些设备的功耗太大，而且持续工作，耗电量更是惊人。如果坚持使用镜腿里面的小小的电池供电，那么工作时间太短。以现有技术，每几个小时就要充电一次。这些技术缺憾是造成目前市场上没有批量生产商品化的导盲眼镜来造福盲人的原因之一。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种能够自动的调整超声发射频率，甚至整个设备工作状态的导盲眼镜。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

    一种基于运动传感器的导盲眼镜，包括安装到所述导盲眼镜上的处理器、超声波发射模块、超声波接收模块，所述导盲眼镜进一步包括：

运动传感器，所述运动传感器检测所述导盲眼镜的运动状态及所处空间姿态；

输入装置，所述输入装置用于接收使用者的操作指令；

信号输出模块，所述信号输出模块输出声音或振动信号给使用者；

电池模块，所述电池模块为所述导盲眼镜工作提供能量；

上述各模块和部件集成到导盲眼镜镜架上。

所述的超声波发射模块位于导盲眼镜中间的镜框上，所述的超声接收模块包含两个接收器，分别位于眼镜的左右两侧。

所述的输入装置、电池模块安置在左右镜腿里面。

所述的处理器通过读取所述的运动传感器的输出信息，判断导盲眼镜的运动状态及所处空间姿态，进一步调整导盲眼镜的工作频率和工作状态。

所述运动传感器包括MEMS加速度计、MEMS陀螺仪、电子罗盘中的一种或多种。MEMS是Micro-Electro-Mechanic System的英文缩写，中文意思是微电子机械系统。使用上述运动传感器可以检测X轴、Y轴、Z轴的轴向加速度，还可以检测绕轴旋转运动。通过所述的运动传感器提供的运动信息，可以判断导盲眼镜处于静止状态还是活动状态；导盲眼镜使用者处于平视姿态、仰视姿态还是俯视姿态；导盲眼镜使用者是否有扫视动作。

   所述信号输出模块输出端使用空气传导耳机或骨传导耳机。普通耳机（空气传导耳机）有价格低廉、功耗低的特点，骨传导耳机则能更好的解放耳道，让外部环境中各种声音顺利进入耳道，还可以在嘈杂的环境中使用。

 一种所述的导盲眼镜的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：

（A1）处理器周期性的读取运动传感器的输出信息，判断导盲眼镜所处的运动状态和空间姿态。

所述工作方法进一步包括以下步骤：

（B1）当处理器判断出导盲眼镜处于静止状态，则控制导盲眼镜进入休眠或关机状态；

（B2）当处理器判断出导盲眼镜处于俯视姿态时，以较高的探测频率工作；当处理器判断出导盲眼镜处于平视姿态时，以较低的探测频率工作；

（B3）当处理器判断出导盲眼镜发生扫视动作时，以较高的探测频率工作。

 所述较低的探测频率，优选地，使用0~1Hz的探测频率；所述较高的探测频率，优选地，使用1~100Hz的探测频率。如果探测频率为1Hz，意指每秒发射一次超声波来探测。上述给出的探测频率值，意在描述频率变化的大致范围。依据本发明的精神，利用运动传感器输出信息来调整系统的探测频率均落入本发明的保护范围。

所述工作方法进一步包括以下步骤：

（C1）处理器控制超声波发射模块以上述探测频率向空间发射超声波；

（C2）超声波接收模块将接收到的超声波回波信号送入处理器；

（C3）处理器根据超声波的渡越时间，得到导盲眼镜使用者和障碍物之间的距离，根据回波的频率，得到障碍物相对于导盲眼镜使用者的移动速度并判断是朝向移动还是背向移动；

（C4）处理器根据计算出的距离信息或障碍物移动信息，调整信号输出模块的音量、音调或重复频率；