可穿戴的盲人室外交通信息感知设备制造技术

本发明专利技术提供了一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，包括头部感知设备、腰部感知设备和腿部感知设备；头部感知设备固定在盲人头部，通过背带连接蓝牙语音通讯装置，便于穿戴与检测四周环境；腰部感知设备固定在盲人腰部，腿部感知设备固定在腿部，分别通过超声波与震感实现物理避障。本发明专利技术从机械优化设计出发，研究视觉信息感知、语音交互等多种关键技术，构建自然灵巧，安全可靠的可穿戴智能助盲装置；有利于提高现有的助盲服务能力，提升盲人环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互能力。

【技术实现步骤摘要】
可穿戴的盲人室外交通信息感知设备
本专利技术涉及智能电子设备
，具体地，涉及一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备。
技术介绍
随着时代的飞速进步，各种设备都已实现智能化，这种进步为人类生活带来了极大的便利。盲人是一个特殊的群体，由于视觉的障碍导致盲人在日常的生活与出行中面临许多困难，若将这些智能化设备运用到盲人日常的生活中，将为盲人的生活带来极大的便利，使盲人生活质量大大提高。对视力残疾人员辅助设备的研究将促进社会和谐发展,带来巨大的社会效益和经济效益。近期看来，导盲设备的研究还处于萌芽阶段，盲人出行主要以智能导盲手杖、导盲眼镜等为辅助工具，或依赖于导盲犬的导引。其中导盲杖利用的超声波测距技术在使用过程中不够稳定，不易做推广；导盲眼镜只能探测腰部以上的障碍物，具有空间局限性；导盲犬训练复杂，成本较高。其次还有导盲车等设备，由于不易携带或受外界影响较大等原因，只能停留在概念模型上。以上因素都限制了盲人的环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互能力，使其难以实现基本生活自理和工作能力，并且会给他们的心理造成负面影响。导盲辅助事业是一项崇高的事业，也是知识和技术含量较高的事业。利用科学技术的新发现和新进展，探索帮助盲人提升生活工作能力的新方法和新技术，研发高性能、低成本的导盲辅助器械产品，让盲人享受科技的福音。恢复和改善盲人的自身功能，使其最大限度地恢复生活和工作能力，提高生活质量，减轻家庭和社会的负担。智能助盲设备的巨大社会需求，推动着科技投入的增加和科学技术的发展。目前，利用超声波探测技术、神经科学与工程、神经信息解码及智能控制工程等学科的最新理论与技术，探讨视觉缺失后运动功能辅助和增强的技术和方法，进而研发先进的智能助盲辅助器械与系统，已成为国际神经科学、生物医学工程及计算机科学等领域的研究热点。与本申请相关的现有技术是专利文献CN109620660A，穿戴式智能导盲监测装置及其使用方法，属于导盲
本专利技术包括监测主装置和监测辅助装置，监测主装置以帽子为器件载体，监测辅助装置由交警管理部门或盲人家属提前预置在盲道周围的危险区域，监测主装置包括微处理器、红外测距传感器组、振动马达组、蓝牙接收器、GSM模块、GPS模块、蜂鸣器、第一电池和功能选择开关，监测辅助装置包括封装盒，封装盒内装载有蓝牙发射器和第二电池。通过红外测距传感器组和蓝牙接收器感知障碍物、危险区域，并将该信息传输给微处理器，微处理器分析这些信息后控制振动马达或蜂鸣器示警，以触觉和听觉的形式告知障碍物、危险区域的方位和距离。区别：本专利技术使用了RGB-D结构光相机作为视觉感知设备，该设备可以实时获取周围的图像信息，并将该信息传入到上身背带处理核心中进行实时处理。处理核心可以利用智能检测与智能语义分割网络结构实现车辆、行人、交通信号灯、交通标志牌、斑马线、盲道的检测，并判断这些物体与盲人的距离，同时将检测结果利用蓝牙耳机播报给盲人；而专利文献CN109620660A中的设备并没有视觉检测功能，无法检测车辆、行人、信号灯等。本专利技术使用了高性能超声波设备作为腰部的距离检测装置，可检测距离达到5m，检测精度达到厘米级别。并且检测设备与腰部超声波处理核心通过实体数据传输线进行连接，保证传输的快速与有效性；而专利文献CN109620660A中的设备则使用了红外距离检测设备，而且利用了蓝牙发射器将红外距离检测设备的检测结果发送给控制核心。本专利技术将高性能超声波设备安装在腰部，可以有效的检测0.5m以上的障碍信息，并提供震动反馈，可以有效的躲避障碍物；而专利文献CN109620660A中的设备则将红外距离检测设备安装在头部，无法感知较低的物体，无法有效躲避障碍物。本专利技术并未使用到GSM模块、GPS模块模块；而专利文献CN109620660A中的设备使用到了GSM模块、GPS模块模块。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备。根据本专利技术提供的一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，包括头部感知设备、腰部感知设备和腿部感知设备；头部感知设备固定在盲人头部，通过背带连接蓝牙语音通讯装置，便于穿戴与检测四周环境；腰部感知设备固定在盲人腰部，腿部感知设备固定在腿部，分别通过超声波与震感实现物理避障。优选地，所述头部感知设备包括RGB-D结构光相机、相机固定组件、相机信息传输连接装置、蓝牙语音通讯装置、上身背带处理核心、上身背带固定组件；RGB-D结构光相机通过相机固定组件固定在盲人头部，相机信息传输连接装置用于连接RGB-D结构光相机与上身背带处理核心完成信息传输；蓝牙语音通讯装置通过利用蓝牙连接上身背带处理核心完成盲人语音播报；上身背带处理核心利用上身背带固定装置完成固定，防止脱落。优选地，所述腰部感知设备包括腰部超声波检测设备、腰部超声波震动设备、腰部超声波处理核心、腰部超声波固定组件；所述腿部感知设备包括腿部超声波检测设备、腿部超声波震动设备和腿部超声波固定组件；腰部超声波固定组件将腰部超声波检测设备、腰部超声波震动设备、腰部超声波处理核心固定在腰部；腿部超声波固定组件将腿部超声波检测设备、腿部超声波震动设备固定在膝盖部，腰部超声波检测设备、腰部超声波震动设备、腿部超声波检测设备和腿部超声波震动设备利用杜邦线与腰部超声波处理核心连接。优选地，所述上身背带处理核心能够检测的四周环境信息包括车辆信息、交通信号灯信息、交通标志牌信息、人行横道信息和盲道信息中的任一种或任多种；所述四周环境信息通过蓝牙语音通讯装置进行实时播报。优选地，所述腰部超声波检测设备和腿部超声波检测设备的超声波有效监测范围是m，腰部超声波震动设备和腿部超声波震动设备在腰部超声波处理核心的控制下，根据超声波检测获得的距离进行不同频率的震动，以实时提供避障提示。优选地，所述腰部超声波检测设备至少设置三个，所述腿部超声波检测设备至少设置二个，对应盲人面对的五个方向，每个腰部超声波检测设备和每个腿部超声波检测设备均对应一个超声波震动设备。优选地，所述上身背带处理核心通过两个并行的处理网络分别传输至蓝牙语音通讯装置进行语音播报；所述处理网络中，将车辆信息、交通信号灯信息和交通标志牌信息通过轻量级智能深度卷积目标检测网络，将人行横道信息和盲道信息通过轻量级智能深度卷积语义分割网络。优选地，所述RGB-D结构光相机包括相机和投射器，投射器投射物体表面的结构信息，相机拍摄物体表面的结构信息生成结构光图像。优选地，所述上身背带固定组件采用柔性装置，以防止对盲人肌肉伤害。优选地，所述RGB-D结构光相机采用3D打印打造成眼睛框架。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术从机械优化设计出发，研究视觉信息感知、语音交互等多种关键技术，构建自然灵巧，安全可靠的可穿戴智能助盲装置；2、本专利技术有利于提高现有的助盲服务能力，提升盲人环境感知能力、自主行动能力、与人沟通交互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，其特征在于，包括头部感知设备、腰部感知设备和腿部感知设备；/n头部感知设备固定在盲人头部，通过背带连接蓝牙语音通讯装置，便于穿戴与检测四周环境；/n腰部感知设备固定在盲人腰部，腿部感知设备固定在腿部，分别通过超声波与震感实现物理避障。/n

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，其特征在于，包括头部感知设备、腰部感知设备和腿部感知设备；
头部感知设备固定在盲人头部，通过背带连接蓝牙语音通讯装置，便于穿戴与检测四周环境；
腰部感知设备固定在盲人腰部，腿部感知设备固定在腿部，分别通过超声波与震感实现物理避障。


2.根据权利要求1所述的可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，其特征在于，所述头部感知设备包括RGB-D结构光相机(1)、相机固定组件(2)、相机信息传输连接装置(3)、蓝牙语音通讯装置(4)、上身背带处理核心(5)、上身背带固定组件(6)；
RGB-D结构光相机(1)通过相机固定组件(2)固定在盲人头部，相机信息传输连接装置(3)用于连接RGB-D结构光相机(2)与上身背带处理核心(5)完成信息传输；蓝牙语音通讯装置(4)通过利用蓝牙连接上身背带处理核心(5)完成盲人语音播报；上身背带处理核心(5)利用上身背带固定装置(6)完成固定，防止脱落。


3.根据权利要求1所述的可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，其特征在于，所述腰部感知设备包括腰部超声波检测设备(7)、腰部超声波震动设备(8)、腰部超声波处理核心(9)、腰部超声波固定组件(10)；
所述腿部感知设备包括腿部超声波检测设备(11)、腿部超声波震动设备(12)和腿部超声波固定组件(13)；
腰部超声波固定组件(10)将腰部超声波检测设备(7)、腰部超声波震动设备(8)、腰部超声波处理核心(9)固定在腰部；
腿部超声波固定组件(13)将腿部超声波检测设备(11)、腿部超声波震动设备(12)固定在膝盖部，腰部超声波检测设备(7)、腰部超声波震动设备(8)、腿部超声波检测设备(11)和腿部超声波震动设备(12)利用杜邦线与腰部超声波处理核心(9)连接。


4.根据权利要求2所述的可穿戴的盲人室外交通信息感知设备，其特征在于，所述上身背带处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智军，徐家琪，黄鹏博，吴浩然，毕伟，李琴剑，高洪波，皮明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34