一种辅助色盲患者辨色的智能手环及辨色方法技术

本发明专利技术公开了一种辅助色盲患者辨色的智能手环，包括手环和设置在手环上辅助色盲患者的辨色装置，辨色装置包括凸透镜、颜色传感器、闪光灯、控制器、电源电路及显示屏，控制器分别与颜色传感器、闪光灯、电源电路及显示屏连接，凸透镜按照焦点位置设置在颜色传感器的前端，控制器内部程序自动进行白平衡调节，闪光灯通过凸透镜照射目标被测物，被测物的反射光经聚光光路后集中照射到颜色传感器上，控制器对颜色传感器的输出信号识别处理后，将识别结果传输给显示屏，实现辅助色盲患者辨色的可穿戴设备，提高颜色分辨的距离，有效减少颜色识别的误判率。本发明专利技术还公开了一种辅助色盲患者辨色的智能手环的辨色方法，实现可穿戴设备辅助色盲患者辨色。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种辅助色盲患者辨色的智能手环，包括手环和设置在手环上辅助色盲患者的辨色装置，辨色装置包括凸透镜、颜色传感器、闪光灯、控制器、电源电路及显示屏，控制器分别与颜色传感器、闪光灯、电源电路及显示屏连接，凸透镜按照焦点位置设置在颜色传感器的前端，控制器内部程序自动进行白平衡调节，闪光灯通过凸透镜照射目标被测物，被测物的反射光经聚光光路后集中照射到颜色传感器上，控制器对颜色传感器的输出信号识别处理后，将识别结果传输给显示屏，实现辅助色盲患者辨色的可穿戴设备，提高颜色分辨的距离，有效减少颜色识别的误判率。本专利技术还公开了一种辅助色盲患者辨色的智能手环的辨色方法，实现可穿戴设备辅助色盲患者辨色。【专利说明】
本专利技术涉及一种智能电子设备，具体涉及一种辅助色盲患者辨色的智能手环及辨 色方法。
技术介绍
红绿色盲是一种遗传疾病，医学发达的今天仍无法治愈这种病，这类人群很苦闷， 为此工作、生活都受到限制。目前唯一的办法就是借助纯光学原理的镜片帮助患者识别颜 色。而借助电子设备辅助红绿色盲患者分辨颜色的报导尚未见到。因此我们利用颜色传感 器制备智能辨色手环，可以用来辅助红绿色盲患者准确分辨红色和绿色，这是首例辅助红 绿色盲患者辨色的可穿戴设备。 颜色传感器是一种常用的光电传感器，其主要用于工业检测、遥感等领域，常见的 型号有TCS系列、FT系列等。其中，TCS230应用较为普遍，TCS230是美国TAOS公司生产 的一种可编程彩色光到频率的转换器，比市面上见到的光转电压颜色检测仪器在性能上有 更多的优势。TCS230把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的COMS 电路上，同时在单一芯片上集成红绿蓝（RGB)三种滤光器，是世界第一个有数字兼容接口的 RGB彩色传感器。对于TCS230来说，当选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通 过，阻止其它原色的通过。例如：当选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色 和绿色都被阻止，这样就可以得到红色光的光强；同理，选择其它的滤波器，就可以得到蓝 色光和绿色光的光强。通过这三个值，就可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。 基于TCS230的颜色识别主要问题是测量距离有限(最佳测量值只有2-3个厘米)， 这主要源于环境光的干扰、对目标被测物反射光的收集困难等，因此，直接使用TCS230进 行颜色识别，在识别距离方面不能满足红绿色盲患者日常生活、工作的需要。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的任务之一是提供一种辅助色盲患者辨色的智能手 环，实现辅助色盲患者辨色的可穿戴设备，提高颜色传感器分辨的距离。 本专利技术通过下述技术方案来实现： 一种辅助色盲患者辨色的智能手环，其特征在于：包括手环和设置在手环上辅助色盲 患者的辨色装置，辨色装置包括凸透镜、颜色传感器、闪光灯、控制器、电源电路及显示屏， 控制器分别与颜色传感器、闪光灯、电源电路及显示屏连接，凸透镜按照焦点位置设置在颜 色传感器的前端，控制器内部程序自动进行白平衡调节，闪光灯通过凸透镜照射目标被测 物，被测物的反射光经聚光光路后集中照射到颜色传感器上，控制器对颜色传感器的输出 信号识别处理后，将识别结果传输给显示屏。 所述凸透镜固定于距离颜色传感器1倍的焦距处。 所述闪光灯为手机用闪光灯或发光二极管。 所述白平衡调节通过白平衡感测器及其控制电路进行调节白平衡。 所述颜色传感器为型号TCS230芯片。 所述TCS230芯片，其用于选择不同滤波器的光电二极管控制引脚（S2、S3)与所述 控制器的第一输出端（P27)和第二输出端（P26)连接；其用于调整输出频率范围的输出定 标控制引脚（S0、S1)分别通过用于保护控制器的限流电阻（R1、R2)与电源端（VCC)连接；频 率输出使能引脚（51 )与接地端（GND)连接接地，用于提高抗噪声能力；频率输出端（OUT) 与控制器的第一输入端（P35)连接；所述控制器为单片计算机。 所述显示屏为有机电激发光二极管显示屏。 所述电源电路连接的电源采用手机用的锂电池或镍氢电池。 所述辨色装置上设有白平衡调节键和白平衡截止键。 本专利技术的任务之二是提供一种辅助色盲患者辨色的智能手环的辨色方法，实现可 穿戴设备辅助色盲患者辨色。 本专利技术通过下述技术方案来实现： 一种辅助色盲患者辨色的智能手环的辨色方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1:系统初始化； 步骤2 :所述控制器内部程序判断检测到的白平衡调节键是否按下，如果判断是，跳转 步骤3;否则跳转步骤4; 步骤3:白平衡调节，通过所述控制器接收到所述颜色传感器输出的脉冲，计算识别当 前环境下对白色物体RGB比例，当白色物体RGB比例不平衡时，调用白平衡子程序，校准光 源中的RGB差值，使当前环境对白色物体RGB的不平衡比例调整为1:1:1 ; 步骤4 :颜色识别计算及处理，控制器内部程序选通相应的颜色滤波器，在预设时间内 分别计算出颜色传感器的三种输出频率；颜色识别计算及处理子程序把RGB三个数据划分 225个单位，在三维数据图中进行各种颜色划分，当计算出的颜色传感器的三种输出频率符 合某个颜色区域的时候，即输出该颜色的结果，对RGB数值进行更新； 步骤5 :颜色识别结果及RGB具体的数值通过显示屏显示； 步骤6 :控制器内部程序判断检测到的白平衡截止键是否按下，如果判断是，跳转步骤 7,否则跳转步骤4; 步骤7:关闭控制器中断，停止对颜色识别数据的更新，颜色识别功能停止，锁定结果 并输出显示。 本专利技术的优点： (1)本专利技术辅助色盲患者辨色的智能手环，实现辅助色盲患者辨色的可穿戴设备。 (2)本专利技术辅助色盲患者辨色的智能手环，将凸透镜放置于颜色传感器的前方，距 离颜色传感器1倍焦距处，可有效的汇聚目标被测物反射回来的光线，有效提高分辨的距 离。 (3)本专利技术辅助色盲患者辨色的智能手环，创新采用更接近自然光RGB平衡比例 的手机用闪光灯作为光源，有效减少颜色识别的误判率。 (4)本专利技术辅助色盲患者辨色的智能手环的辨色方法，实现可穿戴设备辅助色盲 患者辨色。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的系统结构图； 图2为本专利技术的控制器单片机外围电路接线图； 图3为本专利技术的颜色识别电路； 图4为图2单片机连接的白平衡调节键和白平衡截止键电路图； 图5为本专利技术的闪光灯电路图； 图6为图2单片机连接的显示屏电路图； 图7为本专利技术辅助红绿色盲患者辨色的智能手环的辨色方法流程图。 【具体实施方式】 实施例1 : 一种辅助色盲患者辨色的智能手环，包括手环和设置在手环上辅助色盲患者的辨 色装置，这可为色盲患者提供一种可穿戴电子设备。如图1至图2,辨色装置包括凸透 镜、颜色传感器(型号为TCS230芯片)、手机用闪光灯、单片计算机(简称单片机，型号为 STC12C5A60S2)、电源电路及有机电激发光二极管显示屏(简称为OLED显示屏)，单片机分别 与颜色传感器TCS230芯片、手机用闪光灯、电源电路及OLED显示屏连接，凸透镜按照焦点 位置设置在TCS230芯片前端距离TCS230芯片1倍的焦距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助色盲患者辨色的智能手环，其特征在于：包括手环和设置在手环上辅助色盲患者的辨色装置，辨色装置包括凸透镜、颜色传感器、闪光灯、控制器、电源电路及显示屏，控制器分别与颜色传感器、闪光灯、电源电路及显示屏连接，凸透镜按照焦点位置设置在颜色传感器的前端，控制器内部程序自动进行白平衡调节，闪光灯通过凸透镜照射目标被测物，被测物的反射光经聚光光路后集中照射到颜色传感器上，控制器对颜色传感器的输出信号识别处理后，将识别结果传输给显示屏。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐攀，陈俊杰，林泽钊，林育珊，
申请(专利权)人：广东交通职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44