[发明专利]一种智能盲杖

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能盲杖，属于盲人用具技术领域。

背景技术

世界卫生组织WHO在2013年估计，全世界大约有两亿八千五百万人有视力障碍。视力障碍者或盲人在现实生活中面对周围环境时会遭遇很大的不便，其中最大的挑战就是在室内的导航。应对这些问题的传统方法是导盲杖或导盲犬。随着科技的进步，智能导盲杖的概念不断发展，在传统导盲杖上安装多种传感器辅助视觉障碍者行走。现有的很多研究和实现的系统专注于解决导航，寻路等，但是很少有单相机和多种传感器综合而成的系统帮助视力受损的人在室内空间导航，辅助视觉障碍者自由行走。

国内目前约有500万盲人，占全世界盲人总数的18％盲人在行走引导方面具有很大的困难，目前引导盲人行走的方法主要有三种：传统的手杖引导、盲道引导和导盲犬引导％其中传统的手杖引导通过敲击地面告知盲人前方是否为可行路线，它无法告知盲人周围障碍物的空间分布和距离，盲道存在一定的局限性，而导盲犬的培训周期长，并且成本很高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种智能盲杖，具有导航、避障和语音播报的功能，同时能测量水深，方便盲人的使用。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的一种智能盲杖，其包括杖体、导航装置、避障装置和控制装置，所述杖体由杖腿和握手组成，所述杖腿和握手呈L型排布，所述杖腿上设置有测水装置，所述测水装置包括两个电极和与两个电极串联的电源及电流表，两个电极的外侧包括有半透膜，所述导航装置包括GPS接收模块，所述避障装置包括超声波探头、超声波发射电路和超声波接收电路，所述控制装置包括单片机。

所述单片机上设置有语音播报模块，语音播报模块采用VS1003B作为解码核心，VS1003B支持MIDI、MP3、WAV音频格式，支持SD规范V1.0，读取语音文件。

GPS接收模块通过设置在杖腿上的天线获得卫星定位信息，通过设置在单片机上的卫星接收芯片处理后通过串口发送到单片机中，单片机对获得的卫星定位进行解析，通过设置在单片机的语音播报模块进行语音播报。

所述握手内设置有蓄电池，蓄电池上设置有无线充电模块，单片机上设置有TMS320F28027芯片，TMS320F28027芯片内置1.8V电压调整器，实现3.3V单电源供电。

所述超声波发射电路上设置有三个并联电阻，所述三个并联电阻与NPN达林顿晶体管串联，超声波接收电路包括CX20106A芯片,该芯片包括解调电路和前置放大电路，接收的信号由1脚输入,内部放大然后再经限幅放大器后变为矩形脉冲,滤波器滤除干扰信号,检波器滤掉载波检出指令信号,最后整形由7脚输出.当接收信号与CX20106A芯片中心频率相符时,7脚输出低电平,否则为高电平。

所述蓄电池与电源连接，杖体上设置有太阳能电池板，太阳能电池板为蓄电池供电。

所述杖腿底部设置有发电装置，所述发电装置包括设置在发电装置四周的永磁体和设置在永磁体中间的线圈，所述线圈与支撑杆连接，支撑杆一端与弹簧连接，另一端与杖头连接，发电装置与整流源连接，整流源与蓄电池连接。

本发明的导航装置，由GPS接收模块通过设置在杖腿上的天线获得卫星定位信息，通过设置在单片机上的卫星接收芯片处理后通过串口发送到单片机中，单片机对获得的卫星定位进行解析，通过设置在单片机的语音播报模块进行语音播报，可以实时的进行导航，同时将导航结果语音播报出来，方便盲人的实用。

设置有避障装置，包括超声波探头、超声波发射电路和超声波接收电路，超声波发射电路上设置有三个并联电阻，所述三个并联电阻与NPN达林顿晶体管串联，超声波接收电路包括CX20106A芯片,该芯片包括解调电路和前置放大电路，接收的信号由1脚输入,内部放大然后再经限幅放大器后变为矩形脉冲,滤波器滤除干扰信号,检波器滤掉载波检出指令信号,最后整形由7脚输出.当接收信号与CX20106A芯片中心频率相符时,7脚输出低电平,否则为高电平，由于外界的噪音信号，采用三个并联电阻与NPN达林顿晶体管串联,可以放大信号，降低噪音，接收电路采用CX20106A芯片，可以将接收的信号进行放大，然后变化成矩形脉冲，采用滤波器过滤噪音，然后在单片机上输出，并用语音播报出来。

在杖腿上设置有测水装置，测水装置包括两个电极和与两个电极串联的电源及电流表，两个电极的外侧包括有半透膜，当设置在测水装置的位置被水淹没，则，水会通过半透膜进入两个电极，两个电极之间由于水的导电，产生电流，通过电流表检测出来，从而可以判断此位置有水潭，从而提醒盲人避开绕行。