[其他]精确测定最近障碍距离的超声导盲眼镜

说明书

本发明属于盲人行走辅助工具。

一般的超声导盲眼镜采用的是连续发射调频声呐原理，（1）、（2）、（3）这种方案的缺点是各种距离上的障碍物的信息同时提供给盲人，造成次要的信息过多，增加盲人的精神负担，并且需要较长的使用训练时间。

本发明的目的是提供一种易为盲人所掌握并能在多障碍物的闹市区使用的超声导盲眼镜。

本发明的特点是采用脉冲声呐的原理，保证导盲器只对最近的障碍物作出反应，根据障碍物的远近形成相应重复周期和填充频率的信号，通过低功耗监听器监听。

本发明所述的导盲眼镜在障碍物较多的闹市区也能使用，并且所需要的训练时间短。

本发明的实施例通过附图予以详细说明。

在图1中，在没有障碍物回波的情况下，比例延时电路〔5〕每隔一定时间给出一个脉冲，触发发射电路〔2〕，发射电路〔2〕通过发射换能器〔1〕向导盲眼镜前方空间发射超声频脉冲声，发射电路〔2〕的工作频率能够自动跟踪发射换能器〔1〕的共振频率。波形〔10〕是发射脉冲波形，发射换能器〔1〕和接受换能器〔3〕通过控制尺寸或布阵或加装聚能罩的方法，在空间形成一定开角的锥形搜索范围。如果在这个搜索范围内存在障碍物则回波就被接收换能器〔3〕所接收并转换成电脉冲。由波形〔11〕表示，电脉冲信号经时变增益放大器〔4〕放大、检波后，触发比例延时电路〔5〕，比例延时电路〔5〕在受到触发后立即给出监听触发脉冲并且在经过一段时延后再给出延时输出脉冲。比例延时电路〔5〕的延时值T₂具有和声传播时间（收、发脉冲之间的延迟时间）T₁成比例的特点最佳比例系数为12左右。比例延时电路〔5〕的延时输出脉冲用来再触发发射电路〔2〕以进行下一次发射并同时用来触发增益控制电路〔6〕以形成放大器〔4〕的时变增益，波形〔12〕表示放大器的增益一时间曲线。由上，发射脉冲的重复周期就代表了障碍物的距离。时间门〔7〕自发射瞬刻开始打开并保持打开一段时间。只有在时间门〔7〕打开期间，比例延时电路〔5〕给出的监听触发脉冲才得以通过并触发变频监听电路〔8〕。这样，时间门〔7〕的宽度就决定了监听的最远作用距离。在监听触发脉冲通过时间门〔7〕后，时间门立即关闭使后续到达的信号不得通过。时间门的工作状况如〔13〕所示，虚线表示在时间门〔7〕打开期间没有足够强的回波脉冲时的情况;实线表示监听触发脉冲通过时间门后时间门〔7〕立即关闭的情况。变频监听电路〔8〕在接收到时间门〔7〕输出的触发脉冲后形成一定宽度的、填充频率随障碍物距离连续变化的监听信号。变频电路〔8〕是由对称多谐振荡器构成的线性调频发生器，其振荡频率由最近障碍物、回波的双向声传播时间T1控制。变频监听脉冲〔14〕的宽度应大于15毫秒。这样，低功耗监听器〔9〕送出的音响信号就是一种其重复周期和音调都随障碍物距离而有很大变化的声音。在障碍物距离较远时，盲人主要依靠音响信号的重复周期定距;在障碍物距离较近时，盲人主要依靠音响信号的音调（填充频率）定距。这样的双参监听定距方法可以提高定距的灵敏度和拓宽耳听定距的范围。

为了避免影响盲人对外界环境的听觉，采用了耳外发声监听的方法。监听器由安放在共振腔内的压电陶瓷片构成并通过摇臂和眼镜架相连。旋转摇臂就可以调节监听的响度。

图2表示了本发明的一种示意图。其中、〔1〕、〔2〕表示接收和发射换能器，〔3〕表示监听器，〔4〕表示眼镜架，〔5〕表示连接监听器和眼镜架的摇臂，〔6〕表示装有收发电路及电池的电子盒。

可以采用双通道接收和双通道监听，利用双耳效应对障碍物的左、右方位进行大致的判别。

注：

（1）L.KayASonarAidtoEnhanceSpatial

PerceptionoftheBlind：

EngineeringDesignandEvaluation

R.E.E.44（1974）605

（2）GB978741

（3）US3366922