[发明专利]一种盲人触觉图像实现的装置及方法

权利要求书

1.一种盲人触觉图像实现的装置，其特征在于，包括三维地形探测器、单片机、N个微型电机(1)、N个升降柱(2)、电机固定板(3)、触摸板(4)、N/2个电机驱动电路；其中，N＝2n²，n为大于1的偶数；所述微型电机(1)为步进电机，转轴带有螺纹；升降柱(2)为棱柱体，顶部具有凸起，底部具有螺纹孔，所述螺纹孔与微型电机(1)的螺纹相匹配；电机固定板(3)上开有N个矩阵排列的圆槽，微型电机(1)的底部嵌套在圆槽内；电机固定板(3)还开有N个通孔，为微型电机(1)的控制线提供通道；触摸板(4)上开有N个方形孔，升降柱(2)穿过方形孔，底部与微型电机(1)螺纹连接，触摸板(4)的方形孔卡住升降柱(2)从而使其只能做垂直的上下运动；

所述电机驱动电路包括四个依次串联的串行信号转并行信号移位寄存器U1-U4，每个串行转并行信号移位寄存器的八个并行输出脚依次接两个微型电机(1)的信号线；U2、U3、U4的串行输入时钟信号端相连后接入U1的串行输入时钟信号端；U2、U3、U4的输出时钟信号端相连后接入U1的输出时钟信号端；U1的串行输入端、U1的串行输入时钟信号端、U1的输出时钟信号端分别连接单片机的I/O口；

通过把三维地形探测器得到的地形和场景进行压缩、提取有用信息，得到二值图像，把二值像素转换成凹凸的触觉像素，最终实现凹凸的阵列，将明眼人可以看到的景象转换成一帧触觉图像提供给盲人。

2.一种利用权利要求1所述装置的盲人触觉图像实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)三维地形探测器拍摄图像，获取图像中每一像素点水平方向和竖直方向的深度信息；

(2)根据步骤(1)得到的图像深度信息，将采集的图像转化为需要触觉显示的像素数为N的二值图像；

(3)将二值图像发送到单片机，单片机生成控制微型电机阵列的信号给电机驱动电路，具体为：定义微型电机(1)的四个引脚A1、B1、A2、B2循环接收16进制C、6、3、9为正转，循环接收16进制9、3、6、C为反转；二值图像中像素为1的点对应微型电机(1)正转，即升降柱(2)升起；像素为0的点对应微型电机(1)反转，即升降柱(2)保持与触摸板(4)齐平；

用一个数组来保存8个微型电机(1)的控制时序，所述数组包括4个长整型，每个长整型用8位16进制数来表示；长整型的某一位控制启动这一位对应的微型电机(1)，一个长整型的8个16进制位可控制8个步进电机；当需要控制某一个微型电机(1)转动时，将此电机在四个长整型上对应的四个16进制位分别写为C、6、3、9或9、3、6、C，循环发送这四个长整型数据到电机驱动电路，电机驱动电路的32个并行输出脚被写入8个微型电机(1)的控制电平，这样每个需要被控制转动的微型电机(1)都得到了时序电平，8个电机得到了控制；

(4)电机驱动电路驱动微型电机(1)转动，从而带动升降柱(2)以精确的位移做垂直运动，最终提供盲人一幅直观的触觉图像。