[发明专利]一种基于双超声波的导盲杖及导盲方法

权利要求书

1.一种基于双超声波的导盲杖，其特征在于：包括手柄和杖杆，手柄安装在杖杆的端部；

手柄内安装有陀螺仪、微处理器、交互装置、第一超声波传感器和第二超声波传感器；陀螺仪测量手柄的角速度和速度并将测量结果传递至微处理器；

第一超声波传感器和第二超声波传感器均朝向导盲杖的前方发射和接收超声波，第一超声波传感器和第二超声波传感器的射角不同；微处理器通过交互装置与使用者交互。

2.根据权利要求1所述的基于双超声波的导盲杖，其特征在于：所述手柄与杖杆之间铰接，杖杆为伸缩式杆件。

3.根据权利要求1所述的基于双超声波的导盲杖，其特征在于：所述杖杆的末端设置有万向轮。

4.根据权利要求1所述的基于双超声波的导盲杖，其特征在于：所述交互装置包括按钮、振动器、语音播放器和麦克风。

5.根据权利要求1所述的基于双超声波的导盲杖，其特征在于：还包括定位模块和通信模块，微处理器通过定位模块获取当前位置信息，微处理器通过通信模块接入互联网。

6.一种导盲方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：向盲人前进的方向倾斜的发射两束射角不同的超声波，超声波的发射源应随着盲人的肢体同步运动，所述射角是指超声波射线与铅垂方向的夹角；

步骤2：动态测量每一束超声波的发射源与其所指方向的物体的距离，第一束超声波所测距离记为s₁，第二束超声波所测距离记为s₂，第一束超声波的射角记为α，第二束超声波的射角记为β；

步骤3：当s₂的数值突然变小并且突变量超出第一设定值时，对比s₁和s₂；

如果s₁>s₂，提醒盲人前方具有障碍物，并且障碍物的高度小于h；

如果s₁<s₂，提醒盲人前方具有障碍物，并且障碍物的高度大于h；

其中，

步骤4：当s₂的数值突然变大并且突变量超出第二设定值时，提醒盲人前方具有凹坑，凹坑的深度为

D＝s₂₂ cosβ-s₂₁ cosβ

其中，s₂₁为s₂突变前的数值，s₂₂为s₂突变后的数值。

7.根据权利要求6所述的导盲方法，其特征在于还包括如下步骤：

步骤5：实时计算盲人在行走时肢体的角加速度和直线加速度，角加速度记为(α_x、α_y、α_z)，直线加速度记为(a_x、a_y、a_z)，当综合加速度a超过第三设定值时，判定盲人摔倒并发出警报；其中

a＝ε₁|α_x|+ε₂|α_y|+ε₃|α_z|+ε₄|a_x|+ε₅|a_y|+ε₆|a_z|

ε₁～ε₆为参数，取值范围为0～1。