[发明专利]一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统

说明书

本发明提供的是一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统。其特征是：它由光源装置1、数据采集卡2、PC机3、路由器4、光纤传感面板5、移动终端扬声器6组成。本发明可用于多点振动的实时监测，可广泛用于盲人室内避障定位等领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统，可用于多点振动的实时监测，属于光纤传感技术领域。

(二)背景技术

在盲人行走避障领域，能够准确实时的提供监测信息是非常重要的，目的是让其避免碰撞到障碍物以防止受伤。当前监测障碍物的方法多使用传感器的形式。而一般的超声波、红外等传感器探测距离有限，要实现避障的可能，需要大量的传感器组合。而全球定位系统虽然可以应用于盲人行走避障,然而室内全球定位系统会因环境影响导致定位不准确。另外一种基于网格激光器的障碍物检测,也受到室内环境中障碍物形状不一、灯光不均以及地面背景等干扰因素，传感器数量也巨大。因此如果系统仅以单点传感器进行连接，无疑其造价将大大提高，同时系统可靠性不高。当前分布式光纤传感技术多用于公路的振动监测以及石油管道的泄露报警等方面。考虑到盲人在室内行动不便，普通传感器难以精确、全方面的覆盖整个房间。而基于分布式光纤传感技术的多点振动定位则可以有效解决这一问题。在地板上铺设光纤传感面板，利用拼接的形式适应地板的变化，从而完全的覆盖整个地板。对整个传感区域进行分区，当盲人在传感光纤行走时，系统监测到振动变化，进行适当的解算之后，以语音播报的形式提示盲人正处于什么位置，周围的障碍物是什么，极大地方便了盲人在室内的行动，具有很高的现实使用意义。相比于传统单点传感器不仅在成本上大大降低，也增大了传感范围，提高了性价比，使光纤传感器与传统传感器相比更具优势。

相位敏感光时域反射计是一种基于相干瑞利散射的分布式光纤传感技术，光纤传感器具有抗电磁干扰、体积小、质量小、隐蔽性好等特点，同时能够实现对光纤沿线物理量的长距离、分布式动态检测。传统的传感器结构多存在容易受到环境干扰和占用空间的问题，而基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统则可解决这些问题，具有安全系数高，隐蔽性好，占用空间小等多种优点。

传统的相位敏感分布式光纤传感结构都使用了触发信号，即使用信号发生器的一路触发信号来同步整个系统采集。本发明改进了这一点，使用光纤末端存在的菲涅尔反射峰处幅值较大的特性，作为数据采集的开始信号，省去了触发信号，更加精简了整个系统。

传统的盲人避障方法中，避障传感器都需要占用一定空间和位置，而且存在避障区域有限的问题。针对这个问题，本文提出了一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统。与先前技术相比，本发明使用光纤传感技术来对盲人进行引导避障。同时改进了传感光纤的组成方式，使用蛇形布线的方式将光纤铺设于木质衬底面板上，一方面这种布线方式可以更精确定位人所处的位置，另一方面使用组合光纤传感面板的方式适用了室内可能的空间变化。

本发明公开了一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统。可用于多点振动的实时监测，可广泛用于盲人室内避障定位等领域。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、操作安装容易、安全系数高的一种基于分布式光纤传感的盲人室内避障系统。

本发明的目的是这样实现的：

(权利要求1)所述分布式光纤传感的盲人室内避障系统是由光源装置1、数据采集卡2、PC机3、路由器4、光纤传感面板5、移动终端扬声器6组成。所述系统中光源装置1发出的光信号注入光纤传感面板5中，数据采集卡2采集光源装置1反馈回的电信号并处理后传输至PC机3。PC机3将采集的数据进行解算之后转发至路由器4，路由器4通过广播的形式转发信息到移动终端扬声器6，最终给出具体的位置信息。