一种智能盲杖控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能盲杖控制系统。该系统主要由主控芯片、定位导航模块、避障模块、情感交流模块、人机交互模块、语音模块、电源电路等部分组成。在工作时，盲杖用户可选择不同人机交互方式；在盲杖握柄内加入膜片式压力传感器用于检测用户情绪，当握力长时间超出正常范围即用户处于较低情绪时，唤醒人工客服对其进行疏导(人工客服是相互合作且处于空闲状态的专业心理疏导医生)，预防用户出现潜在的心理疾病，用户与人工客服通过无线通信技术进行通信。定位导航模块可以获得用户的位置信息，可进行路线导航，无线通信技术实现盲杖用户与监护者之间长距离的无线通信，将位置信息发送给监护者；避障模块采用鱼眼摄像头对障碍物进行探测，利用模糊避障算法进行避障路线规划并通过蓝牙耳机语音传输给用户。过蓝牙耳机语音传输给用户。过蓝牙耳机语音传输给用户。

【技术实现步骤摘要】
一种智能盲杖控制系统


[0001]本专利技术涉及智能盲杖领域，具体是一种智能盲杖控制系统。

技术介绍

[0002]为了更好的服务于视障人士，使其获得更好的帮助，尽可能的提高生活质量和行动自由度，最大程度的节省了陪同人员的精力时间以及护理成本，国内外辅助性器械研发公司都在不断地研发各种功能的智能盲杖。智能盲杖融合了大量的自动化技术，通过对外界环境信息的识别和处理，进而发出相应的控制指令，以实现避障、导航等功能。智能盲杖控制系统一般划分为模块化、分级控制来达到整体控制的目的。目前所存在的智能盲杖是在普通盲杖的基础上，集合一些人工智能技术，使盲杖能够实现避障功能、导航功能等一系列功能。
[0003]对于后天失明，特别是由于突发性疾病致盲的群体来说，虽然在一段时间的适应后普通导盲杖基本满足他们的日常需求，但更重要的是如何对该群体由于突发性疾病致盲所引起的情绪不稳定、抑郁以及恐慌等问题进行处理。若不及时发现该类现象并进行疏导，易导致盲人用户出现各种心理障碍问题，甚至出现自残、自杀情况。
[0004]针对突发性疾病致盲的人群出行不便、情绪不稳定问题，提出了一种融合情感交流与探测导航的新型智能盲杖系统。在伴随盲人安全出行的同时，具有更深入的情感交流、定位导航以及避障功能，给用户提供更便捷、舒适的生活。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种智能盲杖控制系统，其利用先进低功耗控制芯片、定位导航模块、避障模块、情感交流模块、人机交互模块、语音模块，实现智能盲杖的避障指引、情感交流、GPS定位导航、一键求救等多种功能。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种基于智能盲杖控制系统，主要由主控芯片、定位导航模块、避障模块、情感交流模块、人机交互模块、语音模块、电源电路等部分组成。使用者通过按键、蓝牙耳机可选择不同的人机交互模式；通过鱼眼摄像头采集盲杖使用者和外部环境的信息；系统内部设置模糊避障算法，可进行最佳避障路线规划；其定位导航模块可以进行导航、定位使用者位置，通过蓝牙耳机播报自身位置或导航路线，通过无线通信模块将位置信息发送给监护者或与监护者建立通信连接。
[0008]所述主控芯片选用Espressif乐鑫信息科技推出ESP32，具有可扩展、自适应的特点。
[0009]所述定位导航模块主要有GPS+北斗双模定位和陀螺仪传感器，GPS+北斗双模定位采用GPS
‑
25模块，用于定位导航，陀螺仪传感器采用L3G4200D三轴陀螺仪模块，用于感测和维持方向，两者结合极大提高盲杖系统的定位导航能力。
[0010]进一步地，所述避障模块利用纯视觉技术，采用鱼眼摄像头对障碍物进行探测，利
用模糊避障技术实现最佳避障路线规划。
[0011]进一步地，所述情感交流模块由压力传感器、无线通信2个部分组成，压力传感器采用MD30
‑
60柔性薄膜压力传感器监测使用者握力的变化，判断用户是否处于较低情绪，无线通信技术采用SIM800C GPRS通信模块，用于实现用户与人工客服之间长距离无线通信。
[0012]进一步地，所述人机交互模块由按键和蓝牙耳机两个部分组成，在盲杖握柄上增加一个独立的功能按键，当用户发生直接危险或感觉有潜在危险时，按压一次按键，可与监护者建立通信连接，耳机采用蓝牙耳机，便于使用。
[0013]进一步地，所述语音模块采用SIM800C GPRS通信模块，在用户遇到危险时与监护者建立通信连接并将用户位置信息发送给监护者，当用户长时间处于较低情绪时，及时建立用户与人工客服之间的通信连接。
[0014]进一步地，所述电源模块为主控芯片提供最基本的工作电路。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0016]采用纯视觉技术，使用鱼眼摄像头对用户周边障碍物进行探测，实现大范围无死角监测，利用模糊避障算法进行避障路线规划，使用户避障路线更加准确；通过握柄内的薄膜式压力传感器检测用户握力的变化，以此辨别用户情绪的变化，当用户长时间保持情绪较低时，建立用户与人工客服之间的通信连接，为用户提供情感交流、心理疏导等功能，鼓励用户管理他们的焦虑、害怕、担忧和其他情况，避免用户出现潜在的心理疾病；其操纵方式有按键、蓝牙耳机两种，可人为选择；具有定位功能，且能将位置信息通过GPRS发送给监护者，保障用户出行安全。
附图说明
[0017]图1为一种智能盲杖控制系统的总体结构图；
[0018]图2为一种智能盲杖控制系统的盲杖结构示意图；
[0019]图3为一种智能盲杖控制系统的盲杖折叠设计图；
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]如图1所示，本专利技术主要由6个部分组成：主控芯片、定位导航模块、避障模块、情感交流模块、语音模块、人机交互模块。
[0022]在工作过程中，盲杖用户可选择不同人机交互方式；定位导航模块可以获得用户的位置信息，可进行路线导航，无线通信技术实现盲杖用户与监护者之间长距离的无线通信，将位置信息发送给监护者；避障模块采用鱼眼摄像头对障碍物进行探测，利用模糊避障算法进行避障路线规划并通过蓝牙耳机语音传输给用户。在盲杖握柄内加入压力传感器用于检测用户情绪，当握力长时间超出用户正常握力波动区间时，唤醒人工客服对其进行疏导(人工客服是相互合作且处于空闲状态的专业心理疏导医生)，预防用户出现潜在的心理疾病，用户与人工客服通过无线通信技术进行通信。
[0023]如图2、3所示，图中:1按键、2握柄、3鱼眼摄像头。主控芯片和电源电路安装在握柄2内部，组成主控芯片的最小电路；情感交流模块、定位导航模块、语音模块也安装在握柄2内部，为用户提供情感抚慰和心理疏导，同时使得用户出行更加便利；人机交互模块按键1安装在握柄2上，便于及时建立与监护者的通信连接；鱼眼摄像头3安装于握柄前方，便于观察周边环境；所有模块均通过有线和主控芯片相连，最后主控芯片部分封装起来。
[0024]此外，以上实施方式仅用以说明本专利技术的具体实施方式而不是对其限制，本领域技术人员应当理解，还可以对其中部分技术特征进行同等替换，这些修改和替换亦属于本专利技术保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能盲杖控制系统，其特征在于：主要由主控芯片、避障模块、情感交流模块等部分组成，可实现智能盲杖的避障指引、情感交流、GPS定位导航、一键求救等多种功能。2.根据权利要求1所述的一种智能盲杖控制系统，其特征在于：所述的主控芯片为ESP32，具有具有可扩展、自适应的特点。3.根据权利要求1所述的一种智能盲杖控制系统，其特征在于：所述的避障模块利用纯视觉技术，采用鱼眼摄像...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺香，谈光璞，韦斯羽，马子晨，张玉莹，张友强，刘云朵，王腾科，王星光，李瀚臣，高茂娇，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：