一种智能拐杖及基于智能拐杖的导航系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能拐杖与基于该智能拐杖的导航系统及方法，包括智能拐杖本体、远程服务器与交通信息服务器。智能拐杖内集成有处理器，电源模块，语音模块，GSM通信模块，GPS定位模块，惯性导航模块，震动模块与报警模块。本发明专利技术通过对震动模块中左、右两个震动器震动规则的多种控制，并联网实时获取实时交通信息，结合惯性导航与自动报警功能，实现了对听力与视力有障碍人士的室内及室外导航。

An Intelligent Crutch and Navigation System and Method Based on Intelligent Crutch

The invention discloses an intelligent crutch and a navigation system and method based on the intelligent crutch, including an intelligent crutch body, a remote server and a traffic information server. Intelligent crutch integrates processor, power module, voice module, GSM communication module, GPS positioning module, inertial navigation module, vibration module and alarm module. The invention realizes indoor and outdoor navigation for people with hearing and vision impairment by controlling the vibration rules of the left and right vibrators in the vibration module, acquiring real-time traffic information through networking, combining inertial navigation and automatic alarm functions.

【技术实现步骤摘要】
一种智能拐杖及基于智能拐杖的导航系统及方法
本专利技术涉及拐杖
，尤其涉及一种新型智能拐杖。
技术介绍
视力或听力有障碍的人士是一个特殊的生活群体，由于视力、听力受限，他们往往需要借助拐杖出行。现有技术中，为视力有障碍的盲人设计的具有GPS导航与语音提示功能的智能拐杖较多，但这种拐杖的语音提示功能对听力有障碍的人士或在噪音环境中使用效果较差。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的第一个目的是提供一种视力或听力障碍人士使用的智能拐杖，其通过震动信息提示以实现路径导航功能。本专利技术的第二个目的是提供一种基于智能拐杖的导航系统及方法，基于上述智能拐杖，通过语音输入及输出，实现室内与室外导航及摔倒检测等报警功能。该智能拐杖在鼓励视力或听力有障碍的人士积极外出行走的同时又能为其安全保驾护航，使他们的家人在他们单独外出时免于担心，能够实时了解其出行情况。本专利技术采用的技术方案是：第一方面，本专利技术提供一种智能拐杖，结构上包括手柄和杖杆，内部包括处理器、电源模块、定位模块、通信模块、震动模块；震动模块包括左震动器与右震动器，左、右震动器对应分布于手柄的左、右两侧；处理器的输入端与电源模块的输出端连接，处理器与通信模块连接，处理器与定位模块连接，处理器的输出端分别与左震动器与右震动器连接。进一步地，定位模块为GPS定位模块；通信模块为GSM通信模块。第二方面，本专利技术提供一种基于智能拐杖的导航系统，包括上述智能拐杖、远程服务器与交通信息服务器；远程服务器与通信模块连接，交通信息服务器与远程服务器连接。进一步地，远程服务器通过网络连接交通信信息，实时交通信息包括实时道路状况信息与实时交通灯信息。进一步地，GSM通信模块可接收处理器发送的由GPS定位模块采集的地理信息；GSM通信模块与远程服务器连接。该导航系统还包括语音输入输出及识别模块；语音输入输出及识别模块与处理器连接。该导航系统还包括惯性导航模块与报警模块；惯性导航模块包括姿态与运动传感器；惯性导航模块与处理器连接，报警模块的输入端与处理器的输出端连接。第三方面，本专利技术提供一种基于智能拐杖的导航方法，包括步骤：获取导航路线图；导航路线图为依据地图信息和实时交通信息生成的实时导航路线图；根据实时定位信号和导航路线图，通过控制拐杖的左震动器与右震动器对应震动，用于指导用户行进。进一步地，在步骤获取导航路线图之前，还包括步骤：获取用户语音输入信号；识别用户语音信息；上传语音信息至远程服务器。本专利技术的有益效果是：本专利技术是智能拐杖及基于智能拐杖的导航系统及方法，通过在拐杖手柄两侧增加左、右两个震动器，利用传感器震动不同规则及其组合，实现了对听力有障碍人士的路径导航。同时将智能拐杖与交通信息服务器连接，获取实时道路信息与交通灯信息，使导航兼具了提醒警示功能。另外，本专利技术还通过采用惯性导航技术，克服了GPS室内定位不准确的技术问题，实现了室内导航，摔倒检测与自动报警的有益效果。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术电路部分结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1如图1和图2所示，本实施例提供一种智能拐杖。该智能拐杖包括处理器2、电源模块4、定位模块2、通信模块2、震动模块(11、12)、语音输入输出及识别模块2、惯性导航模块3与报警模块2。电源模块4设置在杖杆内部，电源模块4的输出端与处理器的输入端连接，用于给其它模块供电。定位模块2设置在手柄内部，定位模块2与处理器连接，定位模块2可以采用GPS定位模块或北斗定位模块等，用于获取卫星定位信号以供智能拐杖定位使用。通信模块2设置在手柄内部，通信模块2与处理器连接，通信模块2可采用GSM通信模块、3G,、蓝牙，用于智能拐杖与外部终端或服务器的通信连接。震动模块(11、12)包括左右震动器，分别设置在手柄两侧，震动模块(11、12)的输入端与处理器的输出端连接，用于根据处理器的控制信号产生震动，以提示使用者。语音输入输出及识别模块2设置于手柄内部，可包括麦克风、扬声器和用于实现语音内容识别的语音识别子模块，麦克风的输出端与语音识别子模块的输入端连接，语音识别子模块与处理器连接，扬声器的输入端与处理器的输出端连接，语音输入输出及识别模块2通过麦克风接受使用者语音，通过语音识别子模块识别接收到的语音信息，并通过扬声器将导航信息以语音的形式输出给使用者。惯性导航模块3设置在杖杆内部，惯性导航模块3与处理器连接，惯性导航模块3包括运动与姿态传感器，通过采集使用者行进的加速度等物理信息，对使用者的运动状态进行判定，当检测到拐杖落地或者倾倒异常时，通知报警模块2报警，同时，惯性导航模块3也可用于室内导航，使用者进入室内无法利用卫星进行准确定位时，惯性导航模块3可以利用加速度计、陀螺仪等传感器计算室内位置，进行室内定位及导航。报警模块2设置于手柄内部，报警模块2的输入端与处理器的输出端连接，当接收到惯性导航模块3判定为危险情况时，例如使用者摔倒，报警模块2进行报警，将使用者的地理信息发送给家人或相关人员。例如，在一种典型的使用场景中，使用者可以通过语音输入的方式输入目的地，内置于拐杖内的语音输入输出及识别模块2将使用者的语音信息处理后传输给处理器2，处理器将处理后的语音信息通过通信模块发送给远程服务器进行导航路线规划，并获取规划后的导航路线图，通过控制震动器，开始导航。如果使用者没有听力障碍，则可以开启语音导航功能。语音输入输出及识别模块2将根据规划好的路径对使用者进行语音导航。如果使用者为视力听力有障碍的人士，这里提供一种震动导航的具体方法：沿当前道路直行，无震动；左转，左震动器11短震动；右转，右震动器12短震动；路口遇红灯，双震动器(11、12)间歇长震动；路口遇绿灯，双震动器(11、12)间歇短震动；偏离航线需折返，双震动器(11、12)交替短震动。这样即使在嘈杂环境中，本专利技术涉及的智能拐杖也可对使用者通过手柄左右两侧传感器的震动实现导航，同时，使用者可以根据自己的习惯与喜好设置不同的震动规则，实现方便安全的出行。当使用者进入室内区域时，拐杖开启室内导航模式。利用惯性导航模块3，通过姿态与运动传感器采集使用者当前行为数据，计算使用者当前的位置进行室内导航。当惯性导航模块3检测到拐杖落地或倾倒异常，则判定使用者摔倒，此时报警模块2通过GSM通信模块2自动报警，同时将使用者当前的地理信息发送给家人与相关人员进行求助。实施例2本实施例提供了一种基于智能拐杖利用实时交通信息导航的系统及方法。该导航系统包括如实施例1记载的智能拐杖、远程服务器及交通信息服务器。使用者在利用实时交通信息导航的过程中，GSM通信模块2将GPS定位模块2获得的当前位置地理信息上传至远程服务器，远程服务器再向交通信息服务器发出请求，请求当前地理位置下的交通信息。交通信息服务器可以提供实施道路状况信息与交通灯信息，如道路施工状况，拥堵状况与具体交通事故处理状况。远程服务器接收到交通信息服务器提供的信息再通过GSM通信模块2返回给导航系统中的处理器2，通过双震动器(11、12)的震动状态和报警模块2提示使用者，为使用者提供实时的路径导航。这样，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能拐杖，所述智能拐杖包括手柄和杖杆，其特征在于，包括处理器、电源模块、定位模块、通信模块、震动模块；所述震动模块包括左震动器与右震动器，左、右震动器对应分布于所述手柄的左、右两侧；所述处理器的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述处理器与所述通信模块连接，所述处理器与所述定位模块连接，所述处理器的输出端分别与所述左震动器与所述右震动器连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能拐杖，所述智能拐杖包括手柄和杖杆，其特征在于，包括处理器、电源模块、定位模块、通信模块、震动模块；所述震动模块包括左震动器与右震动器，左、右震动器对应分布于所述手柄的左、右两侧；所述处理器的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述处理器与所述通信模块连接，所述处理器与所述定位模块连接，所述处理器的输出端分别与所述左震动器与所述右震动器连接。2.根据权利要求1所述的一种智能拐杖，其特征在于，所述定位模块为GPS定位模块；所述通信模块为GSM通信模块。3.一种基于智能拐杖的导航系统，其特征在于，其包括权利要求1-2任一项所述的智能拐杖、远程服务器与交通信息服务器；所述远程服务器与所述通信模块连接，所述交通信息服务器与所述远程服务器连接。4.根据权利要求3所述的一种基于智能拐杖的导航系统，其特征在于，所述远程服务器通过网络连接交通信息服务器获取实时交通信息，所述实时交通信息包括实时道路状况信息与实时交通灯信息。5.根据权利要求3所述的一种基于智能拐杖的导航系统，其特征在于，所述GSM通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭晓波，刘永航，高晖，
申请(专利权)人：东莞市纽格力信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44