[发明专利]一种灵活可配置的盲人智能导航装置

权利要求书

1.一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：包括：安装在盲杖上的可拆卸装置10、安装在眼镜上的可拆卸装置20和用于安装可拆卸导航装置的固定卡扣30，可拆卸装置10包括主控制模块、摄像头和深度学习模块、前方避障模块、左右方避障模块、底部避障模块、蓝牙模块，可拆卸装置20包括等人高避障模块、语音模块，所述的每个模块进行封装形成带标准接口的小盒形状并以固定卡扣30进行安装，可方便拆卸。

2.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的深度学习单元的输出端与主控制单元的输入端连接，所述的前方避障模块、左右方避障模块、底部避障模块、等人高避障模块的输出端均与主控制模块的输入端连接，所述的主控制模块的输出与蓝牙模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的前方避障模块的输出端与摄像头与深度学习模块的输入端连接，前方避障模块采用数字雷达传感器采集前方目标的距离和速度，摄像头用于采集前方场景，两个模块分别进行目标检测获得两个目标序列，通过时间和空间标定，对两个目标序列中检测到的目标进行关联，根据雷达传感器获取的目标信息作为目标检测的潜在有效区域，进一步利用改良的YOLOv3(You Only Look Once)深度神经网络，最终输出目标的类型及距离。

4.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的左右方避障模块包括两个超声波传感器模块，每个模块包括超声波发射器、接收器与控制电路，能实时探测手杖左方和右方2cm-400cm以内的障碍物距离，根据实际情况，本发明将检测定位为左右方0.3米以内的障碍物进行提示，此配置可由用户进行微调。

5.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的底部避障模块，包括一个红外传感器，具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，输出数字信号，能够检测2-30cm的距离范围，主要针对台阶、路肩等。

6.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的可拆卸装置2包括一个带蓝牙的语音模块和等人高避障模块，均封装为小盒形状，以固定卡扣安装在眼镜上。

7.根据权利要求6所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的等人高避障模块包括一个FMCW模式的24GHz微波测距雷达传感器，尺寸小重量轻，易于贴合在眼镜上，能够检测从盲人头部所在位置起，覆盖水平波78度和垂直波23瓣角的范围，与所述主控制单元连接，满足盲人行走期间对悬空障碍物的检测。

8.根据权利要求6所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：所述的语音模块，包括一个蓝牙模块，一个SD卡用于存储语音资料，和一个声卡模块，接收端为主控制模块经由蓝牙模块的输出，在盲人行进过程中，根据主控制模块的输出，结合SD卡音频资料，在检测到前方障碍物时输出具体语音指令，对前进路线进行方向指导。

9.根据权利要求1所述的一种灵活可配置的盲人智能避障新装置，其特征在于：盲人在行走期间，采取下述步骤进行联合探测：

1）主控制器初始化，各检测模块初始化；

2) 主控制器检测地面是否有障碍物，播报障碍物距离，没有则静音；

3) 主控制器检测悬空是否有障碍物，播报障碍物距离，没有则静音；

4) 主控制器检测前方是否有障碍物，在两米以内的播报障碍物类型和距离；

5) 主控制器检测左右方是否有障碍物，在0.5米以内的播报距离；

各个检测模块每50ms检测一次，一旦检测到目标超过预定阈值，即以中断方式发出报警，其中多个检测模块同时报警时，优先级排列次序为：地面检测模块 悬空检测模块 前方检测模块 左右方检测模块，这种方式提升了智能导航的实时性和安全性。