一种电子导盲推车及导盲方法技术

本发明专利技术公开了一种电子导盲推车及导盲方法，电子导盲推车包括：手推车、测距装置和摄像头；所述的手推车包括车体，车体的下端设置有车轮，车体上设置有高度可调的立杆，立杆的上端部设置有探头盒和把手；所述的测距装置包括多个测距探头，测距探头分为上探头、下探头和地面探头；上探头设置在探头盒上；下探头和地面探头设置在车体前端；所述的摄像头设置在探头盒前端，摄像头与车体电连接；所述的车体底座后方两侧分别安装两个喇叭，探头盒后方两侧分别安装两个喇叭，四个喇叭形成环绕立体声布置。本发明专利技术通过将电子测距装置与手推车结合，使盲人感知障碍物的距离、路况和地面的凹凸，从而引导盲人走路，从而真正达到实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导盲设备，尤其是一种电子导盲推车。
技术介绍
传统的导盲方法只有盲杖和导盲犬，迄今为止世界上还没有一种能够实现安全引导盲人走路的实用的电子导盲设备。2005年，日本一家公司专利技术了前额导盲仪，利用微摄像头拍摄失明者前方信息，拍摄到的影像信息被传送到微电脑里。微电脑先将影像轮廓线条数据化，然后把这些数据转换为电子脉冲信号，脉冲信号会从使用者前额部位装载的数百个电极处输出。使用者通过前额的触觉感知这些输出信号，进而在大脑中形成对物体轮廓线条的认知。实际上，其专利技术者也毫不讳言这种设备的局限。它携带的摄像头要在光线充足的地方才能捕捉到影像，因此在光线很暗的房间或夜晚街灯不够明亮的道路上无法使用。夏天炎热的天气里，前额出汗时，脉冲信号的刺激会变弱，甚至没有，只有将汗水擦干才能使用。因此，前额导盲仪并不适合需要剧烈运动的失明者。而且，最重要的是，前额导盲仪不能感知地面的障碍物和凹凸不平，从而不能实用地导盲。国外已投入生产的舌头导盲仪则是通过一个安装在太阳镜上的微型摄像头拍摄使用者眼前的影像，影像信息传递到一个手动控制器上，控制器先把这些信息转变为低像素的黑白灰画面，再转换为对应的电子脉冲信号。此时，“再造画面”的脉冲信号通过电极传感器刺激舌头，脉冲强度根据影像黑白两色决定——白色会有强烈脉冲信号，黑色则没有脉冲信号。电极传感器约有400个触头，脉冲信号刺激舌头并通过神经传递至大脑，大脑的“视觉区域”会帮助还原画面中影像的轮廓。这样，失明人士就可以通过舌头感觉到不同的电脉冲刺激，“看”到一些东西。不过，对舌头导盲仪能起到的作用，有专家质疑说，如果使用者在走动时，可能会影响舌头触觉的感知功能，因此在日常生活中尚难以应用。而且它同样不能感知地面的障碍物和凹凸不平，从而也不能实用地导盲。目前国内外有很多利用电子测距装置的导盲设备专利，但大多是遵循可穿戴设备的思路，没有一个是将测距装置安装在手推车上的，不能探知路面状况，不具有实用性，所以至今没有一种投入使用的能够安全引导盲人走路的电子导盲设备。
技术实现思路
为解决现有技术中可穿戴式导盲产品设计不能有效解决感知地面状况的问题，本专利技术提供了一种电子导盲推车及导盲方法，是通过将电子测距装置与手推车结合，使盲人感知障碍物的距离、路况和地面的凹凸，从而引导盲人走路，从而真正达到实用。本专利技术目的是通过以下技术方案来实现的：一种电子导盲推车，包括：手推车、测距装置和摄像头；所述的手推车包括车体，车体的下端设置有三个车轮，三个车轮成品字排布，前车轮为万向轮；车体上设置有高度可调的立杆，立杆的上端部设置有探头盒和把手；车轮包括同轴设置的滚筒和轮胎，轮胎设置在滚筒的中部，且轮胎的直径大于滚筒的直径；所述的测距装置包括多个测距探头，测距探头分为上探头、下探头和地面探头；上探头设置在探头盒上以探测盲人上半身前方的障碍物；下探头和地面探头设置在车体前端，分别检测车体前方障碍物和地面的凹陷；所述的摄像头设置在探头盒前端；所述的手推车上设置有用于提醒盲人的提示装置，提示装置与测距装置、摄像头电连接。所述的提示装置为喇叭，两个喇叭安装车体底座后方两侧，两个喇叭安装在探头盒后方两侧，四个喇叭形成环绕立体声布置；测距装置探测障碍物距离，摄像头拍摄图像后经过图像识别障碍物类型，喇叭语音播报障碍物和地面的凹陷的类型、方位及距离。所述的提示装置为电动针状阵列装置，电动针状阵列装置安装在把手上，用不同的针、不同程度的伸缩刺激盲人手掌皮肤来向盲人表达不同方位的障碍物的距离。所述的测距装置为超声波测距探头、电磁波测距探头或激光测距探头；使用超声波测距探头时，每层探头设置五个；使用电磁波或激光测距探头时，每层一个旋转探头连续扫描。上探头的探测覆盖角度为前方180°的扇形面；下探头的探测覆盖角度为前方180°的扇形面；地面探头的探测覆盖角度为斜下方180°的扇形面。所述的车体底面前部设置有两个裸露的电极，两个电极连接报警电路，当两个电极导通时，报警电路通过喇叭报警。所述的探头盒顶端安装有旋转灯；立杆正上方设置有横梁，便于盲人将车提起来；把手为“U”型，与横梁形成“口”字型结构；把手有橡胶防滑套；两个后轮设置有刹车装置，把手上设置有与刹车装置配套的手刹；所述的车体内设置有给电子设备提供电能的蓄电池，蓄电池通过充电接口充电或由车轮带动发电机自行给蓄电池充电。所述的把手能够向后下方折叠，立杆能够向前上方折叠。一种电子导盲推车的导盲方法，包括以下步骤：测距装置探测手推车前方障碍物距离，具体为：上探头探测盲人上半身前方的障碍物距离，下探头检测车体前方障碍物，地面探头检测车体前方地面的凹陷；摄像头拍摄手推车前方图像后识别障碍物类型；喇叭通过语音同时播报障碍物和地面凹陷的类型、方位及距离；告知检测方位的方法为：上探头、下探头和地面探头由不同的喇叭且不同的音色播报，上探头测距值由上喇叭发音，地面探头测距值由下喇叭发音，下探头测距值由上下喇叭发出立体声；对应的三个探头的测距值，正左方向的测距值由对应的左喇叭发音，正右方向的测距值由对应的右喇叭发音，正前、左前、右前方向的测距值由对应的左右喇叭发音的时间差反映其角度；或者把手上安装电动针状阵列装置通过不同的针、不同程度的伸缩刺激盲人手掌皮肤来向盲人表达不同方位的障碍物的距离。进一步地，上下探头检测车体前方障碍物远距离时，对应喇叭每间隔2s发音一次，距离越近时发音频率越高，近距离时每间隔0.5s发音一次；最近距离时变成连续音；地面探头检测地面凹陷5cm以内时不发声，地面凹陷为6-10cm、11-15cm、16-20cm分别用不同音调，地面凹陷超过20cm以上时发出尖锐的警告蜂鸣音并且用尖锐的人声报告。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术电子导盲推车主要通过将电子测距装置和摄像头安装在特制的手推车上，测距装置的探头传感器采集的测距信息通过控制器转化成语音或蜂鸣音或其它感官刺激信号将测距值告知盲人；电子测距装置可感知盲人身体前方、侧方的障碍物的距离和路面的凹凸状况，通过控制器转化成语音或蜂鸣音或其它感官刺激信号将测距值告知盲人。摄像头拍摄图像后经过图像识别障碍物类型，最后通过喇叭语音播报障碍物和地面的凹陷的类型、方位及距离，从而帮助盲人知道障碍物的距离、路况和地面的凹凸，从而引导盲人走路。是继盲杖、导盲犬之后第三种可以引导盲人走路的导盲物，也是一种可以投入实用的电子导盲设备。进一步，滚筒为圆柱体，圆柱腰部为直径更大的轮胎，地面出现小的凸凹时，盲人可通过滚筒和轮胎的颠簸感知。进一步，多个探头传感器均匀分布，可以覆盖检测正前方的所有方位，将检测误差做到最小。进一步，通过设置与报警电路连接的电极，可以实时检测地面是否有积水区，及时提醒使用者。进一步，把手和立杆能够折叠，方便不使用时的携带。推车把手和立杆高度可调，不同身高的成人与儿童都可用。本专利技术的导盲方法通过测距装置探测手推车前方障碍物距离，摄像头拍摄手推车前方图像后识别障碍物类型；喇叭通过语音同时播报障碍物和地面凹陷的类型、方位及距离；可以使盲人知道障碍物的距离、路况和地面的凹凸，从而引导盲人走路。通过四个方位的喇叭构成立体声，进行不同方位的播报，提醒盲人对障碍物方位的判断。也可以在把手(4)上安装电动针状阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子导盲推车，其特征在于，包括：手推车、测距装置和摄像头；所述的手推车包括车体(2)，车体(2)设置有三个车轮(1)，三个车轮(1)成品字排布，前车轮为万向轮；车体(2)上设置有高度可调的立杆(3)，立杆(3)的上端部设置有探头盒(5)和把手(4)；车轮(1)包括同轴设置的滚筒(7)和轮胎(6)，轮胎(6)设置在滚筒(7)的中部，且轮胎(6)的直径大于滚筒(7)的直径；所述的测距装置包括多个测距探头，测距探头分为上探头、下探头和地面探头；上探头设置在探头盒(5)上以探测盲人上半身前方的障碍物；下探头和地面探头设置在车体(2)前端，分别检测车体(2)前方障碍物和地面的凹陷；所述的摄像头设置在探头盒(5)前端；所述的手推车上设置有用于提醒盲人的提示装置，提示装置与测距装置、摄像头电连接。

【技术特征摘要】
1.一种电子导盲推车，其特征在于，包括：手推车、测距装置和摄像头；所述的手推车包括车体(2)，车体(2)设置有三个车轮(1)，三个车轮(1)成品字排布，前车轮为万向轮；车体(2)上设置有高度可调的立杆(3)，立杆(3)的上端部设置有探头盒(5)和把手(4)；车轮(1)包括同轴设置的滚筒(7)和轮胎(6)，轮胎(6)设置在滚筒(7)的中部，且轮胎(6)的直径大于滚筒(7)的直径；所述的测距装置包括多个测距探头，测距探头分为上探头、下探头和地面探头；上探头设置在探头盒(5)上以探测盲人上半身前方的障碍物；下探头和地面探头设置在车体(2)前端，分别检测车体(2)前方障碍物和地面的凹陷；所述的摄像头设置在探头盒(5)前端；所述的手推车上设置有用于提醒盲人的提示装置，提示装置与测距装置、摄像头电连接。2.根据权利要求1所述的一种电子导盲推车，其特征在于，所述的提示装置为喇叭，两个喇叭安装车体(2)底座后方两侧，两个喇叭安装在探头盒(5)后方两侧，四个喇叭形成环绕立体声布置；测距装置探测障碍物距离，摄像头拍摄图像后经过图像识别障碍物类型，喇叭语音播报障碍物和地面的凹陷的类型、方位及距离。3.根据权利要求1所述的一种电子导盲推车，其特征在于，所述的提示装置为电动针状阵列装置，电动针状阵列装置安装在把手(4)上，用不同的针、不同程度的伸缩刺激盲人手掌皮肤来向盲人表达不同方位的障碍物的距离。4.根据权利要求1所述的一种电子导盲推车，其特征在于，所述的测距装置为超声波测距探头、电磁波测距探头或激光测距探头；使用超声波测距探头时，每层探头设置五个；使用电磁波或激光测距探头时，每层一个旋转探头连续扫描。5.根据权利要求1所述的一种电子导盲推车，其特征在于，上探头的探测覆盖角度为前方180°的扇形面；下探头的探测覆盖角度为前方180°的扇形面；地面探头的探测覆盖角度为斜下方180°的扇形面。6.根据权利要求1所述的一种电子导盲推车，其特征在于，所述的车体(2)底面前部设置有两个裸露的电极，两个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，
申请(专利权)人：张磊，
类型：发明
国别省市：陕西;61