一种识别交通灯的智能拐杖制造技术

一种识别交通灯的智能拐杖，包括拐杖本体和设置在拐杖上的电子器件，所述的电子器件包括设置在拐杖上部前端的交通灯识别模块、设置在拐杖上表面的按钮开关、设置在拐杖上部后端的电源模块、设置在拐杖杆体的显示模块、主控模块、语音播放模块、通讯定位模块、照明模块、障碍检测模块；所述的显示模块、语音播放模块、通讯定位模块、照明模块、障碍检测模块均与主控模块电性连接；所述的交通灯识别模块由树莓派和摄像头组成，摄像头的信号输出端连接树莓派的信号输入端，树莓派的信号输出端与语音播放模块和显示模块连接。本实用新型专利技术通过上述结构，为老年人在出行时提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种识别交通灯的智能拐杖
本技术涉及拐杖
，尤其涉及一种具有交通灯识别功能的智能拐杖。
技术介绍
随着我国老龄化的加剧，老年人口的数量在我国日益增加，老年人的衣食住行各个方面都受到社会各界的广泛关注。其中拐杖成为许多身体不适的老人必不可少的出行工具，能够为老人的出行带来便捷，保障老人的出行安全。老年人往往伴随着身体的各项机能衰退的状况，比如视力下降、身体协调性下降、思维能力下降、反应迟缓等状况，老人摔倒、老人走失、老人闯红灯出现交通事故等现象时有发生，而传统的拐杖仅能提供单一的支撑作用，无法解决老人出行的其他问题。
技术实现思路
本技术提供一种识别交通灯的智能拐杖，该拐杖具有识别交通灯功能，有助于帮助使用者安全过马路。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种识别交通灯的智能拐杖，包括拐杖本体和设置在拐杖上的电子器件，所述的电子器件包括设置在拐杖上部前端的交通灯识别模块、设置在拐杖上表面的按钮开关(12)、设置在拐杖上部后端的电源模块(13)、设置在拐杖杆体的显示模块(14)、主控模块(15)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)；所述的显示模块(14)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)均与主控模块(15)电性连接；所述的交通灯识别模块由树莓派(11)和摄像头(10)组成，摄像头(10)的信号输出端连接树莓派(11)的信号输入端，树莓派(11)的信号输出端与语音播放模块(16)和显示模块(14)连接。所述的通讯定位模块(17)采用SIM868模组，包括相互连接的通信模块和定位模块，通信模块和定位模块电性连接。所述的障碍检测模块(19)包括HC-SR04超声波测距传感器。所述的照明模块(18)包括光敏电阻和LED灯，光敏电阻和LED灯电性连接。所述的语音播放模块(16)包括内存卡和扬声器，内存卡和扬声器电性连接。所述的主控模块(15)采用STM32芯片，所述的显示模块(14)采用LCD1602液晶显示器，所述的电源模块(13)采用USB充电电池。本技术的有益效果：本技术提供了一种智能拐杖，其中拐杖的障碍提醒功能以及交通灯提醒功能为视力减退的使用者尤其是老年人在出行时提供便利，确保视力减退的使用者出行安全；GPS通讯定位功能可在使用者遇到困难时精确定位并在第一时间发送求救信息；音乐播放功能也可以为使用者的出行带来更多的乐趣。附图说明图1为本技术的主体结构图。图2为本技术的系统原理图。图3a-3c为本技术电路原理图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。一种识别交通灯的智能拐杖，包括拐杖本体和设置在拐杖上的电子器件，所述的电子器件包括设置在拐杖上部前端的交通灯识别模块、设置在拐杖上表面的按钮开关(12)、设置在拐杖上部后端的电源模块(13)、设置在拐杖杆体的显示模块(14)、主控模块(15)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)；所述的显示模块(14)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)均与主控模块(15)电性连接，所述的交通灯识别模块由树莓派(11)和摄像头(10)组成，摄像头(10)的信号输出端连接树莓派(11)的信号输入端，树莓派(11)的信号输出端与语音播放模块(16)和显示模块(14)连接。优选的，所述交通灯识别模块的摄像头采集交通灯图像，并与树莓派进行信息交互；树莓派对采集的图像信号进行特征提取、特征检测、匹配与识别，从而实现识别交通灯颜色的功能。当识别为红色或黄色信号时，会自动触发警报，树莓派立即通知语音播放模块播放指定音频报警信息。所述的通讯定位模块(17)采用SIM868模组，包括相互连接的通信模块和定位模块，通信模块和定位模块电性连接。优选的，通讯定位模块(17)为GPS模块，由此实现实时定位并将位置信息上传至中国移动服务器，可实现ONENET网站及手机APP上可以看到当前位置及运动轨迹。若老人遇到危险，按下一键求助按钮通过通讯模块进行发送短信，内置紧急联系人的手机将会受到一条求助短消息。障碍检测模块(19)由HC-SR04超声波测距传感器组成。优选的，HC-SR04超声波测距传感器会计算出前方障碍物距离，并在LCD1602液晶显示器上实时显示，若障碍物在限定范围内扬声器会进行语音提醒。所述的照明模块(18)包括光敏电阻和LED灯，光敏电阻和LED灯电性连接。所述的语音播放模块(16)包括内存卡和扬声器，内存卡和扬声器电性连接。优选的，音乐播放单元可内置内存卡，需用户提前把音频信息存储在内存卡中，一旦按键触发，主控模块立即通知语音播放模块播放指定音频信息。所述的主控模块(15)采用STM32芯片，所述的显示模块(14)采用LCD1602液晶显示器，所述的电源模块(13)采用USB充电电池。具体使用时：交通灯识别功能：具体过程为通过摄像头进行图像数据采集，传送给树莓派识别处理。采集的图像数据显示在RGB颜色空间中，RGB颜色空间为最常用的空间模式，但在交通灯的识别中由于白光的影响，即使同一目标同一角度在不同时间三色调都会有所变化。在本应用中将采用HSV颜色空间，因为HSV颜色空间更趋近于人眼的观察过程。在HSV颜色空间中要先切割出感兴趣区域，再遍历目标区域中的所有像素，进行颜色统计，最后利用经验域值，判断出交通灯的颜色信息并进行输出。在交通灯识别的过程中本应用基于级联分类器对目标识别与定位，分类器由数据、特征计算器和检测框架构成。级联分类器使用Haar特征进行训练，Haar特征分为四类：边缘特征、线性特征、中心特征和对角线特征，组合成特征模板。特征模板内有白色和黑色两种矩形，并定义该模板的特征值为白色矩形像素和减去黑色矩形像素和。Haar特征值反映了图像的灰度变化情况。级联分类器的最后任务是将相似目标进行合并，输出的是一个装载元素为矩形的容器，每个输出矩形对应一个匹配目标，若无匹配目标，则输出为空。最后将训练好的程序存储在树莓派的SD卡中，便可以实现交通灯的识别功能。使用者手持拐杖在十字路口时，本系统可以检测到行人信号灯的颜色。当系统识别为红色或黄色信号时，会自动触发蜂鸣器警报。其中红灯报警信号长、黄灯报警信号短分别得到不同时长的报警信号。障碍提醒功能：通过采用HC-SR04超声波传感器来识别障碍物,并在遇到障碍物时用LCD1602显示屏实时显示距离,同时用STM32芯片控制语音模块来实现报警。数据采集电路主要由HC-SR04超声波传感器组成，它可提供2-400cm的非接触式距离感测功能，测量精度可达3mm。控制电路由STM32最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种识别交通灯的智能拐杖，包括拐杖本体和设置在拐杖上的电子器件，其特征在于：所述的电子器件包括设置在拐杖上部前端的交通灯识别模块、设置在拐杖上表面的按钮开关(12)、设置在拐杖上部后端的电源模块(13)、设置在拐杖杆体的显示模块(14)、主控模块(15)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)；所述的显示模块(14)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)均与主控模块(15)电性连接；/n所述的交通灯识别模块由树莓派(11)和摄像头(10)组成，摄像头(10)的信号输出端连接树莓派(11)的信号输入端，树莓派(11)的信号输出端与语音播放模块(16)和显示模块(14)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种识别交通灯的智能拐杖，包括拐杖本体和设置在拐杖上的电子器件，其特征在于：所述的电子器件包括设置在拐杖上部前端的交通灯识别模块、设置在拐杖上表面的按钮开关(12)、设置在拐杖上部后端的电源模块(13)、设置在拐杖杆体的显示模块(14)、主控模块(15)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)；所述的显示模块(14)、语音播放模块(16)、通讯定位模块(17)、照明模块(18)、障碍检测模块(19)均与主控模块(15)电性连接；
所述的交通灯识别模块由树莓派(11)和摄像头(10)组成，摄像头(10)的信号输出端连接树莓派(11)的信号输入端，树莓派(11)的信号输出端与语音播放模块(16)和显示模块(14)连接。


2.根据权利要求1所述的一种识别交通灯的智能拐杖，其特征在于：所述的通讯定位模...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超，唐昊，李彤，李宾，王中文，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：新型
国别省市：辽宁;21