一种智能避障系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能避障系统，包括眼镜避障部分和拐杖避障部分，眼镜避障部分包括如下步骤：上电自检并与拐杖无线连接并等待拐杖响应；配对成功，默认打开语音提示模式；获取眼镜及拐杖的距离信息，并判断与障碍物的距离；若超过设定阈值，则发出语音提示用户；拐杖避障部分包括如下步骤：上电自检并与眼镜无线连接，获取眼镜发出的信号并反馈相应；GPS模块工作并测量当前拐杖的位置信息；方位模块工作并获取拐杖当前的方位信息；将位置信息和方位信息发送至眼镜并进行对用户进行提示。本发明专利技术不仅提高了数据的稳定性，而且避免了由于数据传输错误，产生重大后果事件的发生，进而增加了用户体使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能避障系统
本专利技术涉及盲人辅助设备领域，尤其涉及一种智能避障系统。
技术介绍
随着人口迅速的老龄化，人口增长等原因，造成了中国盲人数量的不断增加。目前全世界60岁以上的老年人约近6亿，而我国约为1.2亿，占世界老人口的1/5，占亚洲老年人口的1/2。全世界视力残疾有1.5亿，而中国视力残疾约有1200万，其中老年人估计有800万左右。WHO估计如不采取强有力的措施，到2020年全世界视力残疾人口将翻一番。而WHO西太平洋地区(我国是该地区国家之一)办公室估计，该地区视力残疾较其他地区更为严重，即如不及时采取有效的预防及治疗措施到2020年，可增加3倍。由上述数据我们可以知道盲人的数量正在增长，如何提高他们的生活质量也成为社会急需考虑的问题。而且在盲人群体中老年人占的比重较大，年龄的增长也使他们的感官有所退化，靠自身来感知外界环境的能力也比较有限，因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能避障系统。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：本专利技术还公开了一种智能避障系统，该避障系统主要包括眼镜避障部分和拐杖避障部分。所述眼镜避障部分采用无线方式与拐杖避障部分进行连接。所述眼镜避障部分安装在眼镜上，包括第一电池组、第一主控芯片模块、用于控制系统状态的控制模块、用于与拐杖避障部分数据互联的第一无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第一超声波模块组、用于提示用户信息的语音模块和震动模块、以及用于检测用户是否跌倒的意外检测警报模块。所述拐杖避障部分安装在拐杖上，包括第二电池组、第二主控芯片模块、用于与眼睛避障部分连接的第二无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第二超声波模块组、用于探测前进方位的方位模块、用于定位自身位置的GPS模块、以及用于连接云端服务器的GPRS模块。具体的，所述第一主控芯片模块分别与第一电池组、控制模块、第一无线通信模块、第一超声波模块组、语音模块、震动模块和意外检测报警模块电连接，控制各模块有序协同工作。所述第二主控芯片模块分别与第二电池组、第二无线通信模块、第二超声波模块组、方位模块、GPS模块、GPRS模块电连接，并控制各模块有序协同工作。作为本专利技术的优选方案，为了提高眼镜上的第一超声波模块组的测量精度，本专利技术所述第一超声波模块组包括若干第一超声波模块。所述第一超声波模块至少设为两个，且关于眼镜中轴线左右对称设置。作为本专利技术的优选方案，为了提高拐杖上的第二超声波模块组的测量精度，本专利技术所述第二超声波模块组包括若干第二超声波模块。所述第二超声波模块至少设为五个，分别位于拐杖的上部、中部和下部三处。进一步的，为了便于用户操作避障系统，本专利技术所述控制模块包括五个按钮，分别为开关键、功能键、返回键、加号键和减号键。作为本专利技术的优选方案，所述方位模块采用指南针模块。作为本专利技术的优选方案，所述意外检测报警模块采用六轴传感器模块。本专利技术还公开了一种智能避障系统的避障方法，该避障方法主要包括眼镜避障部分和拐杖避障部分，所述眼镜避障部分包括如下步骤：步骤S11：上电自检并与拐杖无线连接，并等待拐杖响应；步骤S12：配对成功，默认打开语音提示模式；步骤S13：获取眼镜及拐杖的距离信息，并判断与前方障碍物的距离；步骤S14：若超过设定阈值，则发出语音提示用户；所述拐杖避障部分包括如下步骤：步骤S21：上电自检并与眼镜无线连接，获取眼镜发出的信号并反馈相应；步骤S22：GPS模块工作并测量当前拐杖的位置信息；步骤S23：方位模块工作并获取拐杖当前的方位信息；步骤S24：将位置信息和方位信息发送至眼镜并进行对用户进行提示。作为本专利技术的优选方案，所述步骤S12还包括其余两种模式：震动模式：获取眼镜及拐杖的距离信息，并判断与前方障碍物的距离，若超过设定阈值，则根据距离远近调整震动频率的大小以提醒用户；音量调节模式：根据加减案件控制语音提示或震动频率的大小。作为本专利技术的优选方案，所述眼镜避障部分还包括步骤S15：意外摔倒检测：意外检测报警模块上电工作，若检测到摔倒信号，则通过语音提示用户是否需要帮助，若用户没反馈或反馈需要帮助，则将求助信号通过GPRS模块发送至云端服务器。作为本专利技术的优选方案，所述步骤S13通过超声波协调融合算法计算出与前方障碍物之间的距离，该算法包括如下步骤：步骤S131：融合公式为:xi,i-1＝xi+[xi-1-xi]*Ci,i-1上一次权值最新测量数据，其中xi,i-1为最终所得数据，xi为第i个超声波模块所得数据，Ci,i-1为权重系数；步骤S312：由于受检测角度和超声波模块自身因素影响，不同模块采集的数据准确率有所差异，因此，采用权重系数来控制超声波模块在最终数据中所占比重，其计算公式如下:Ci＝Confi-1/[Confi+Confi-1]其中，超声波模块权重Ci与数据的准确率有关，数据的准确率通过数据稳定性(Confi是指衡量第i个超声波模块的数据稳定度)表现，在一段时间内，数据越稳定趋于平滑，则数据越可靠；步骤S313：数据稳定度公式如下:Confi＝α*Conf′i+b*Δxi其中，Conf′i为前一刻所计算的数据稳定度，Δxi为超声波模块历史数据的方差，α、b为比例系数，其和为1，其取值根据实际情况调整。与现有技术相比，本技术还具有以下优点：(1)本专利技术所提供的智能避障系统不仅提高了数据的稳定性，而且避免了由于数据传输错误，产生重大后果事件的发生，进而增加了用户体使用的安全性。(2)本专利技术所提供的智能避障系统通过声波回声获取装备与前方障碍物的距离，并将各个超声波模块的信息进行处理后通过提示单元进行多种形式的提示，并且配合报警单元及方位单元形成的一套方法为盲人更好更安全的出行体验及保障。(3)本专利技术所提供的智能避障系统使用自主设计的多波协调融合算法，保证了数据的正确性，提高了设备的容错率，优化了障碍物判断的准确性。附图说明图1是本专利技术所提供的眼镜避障部分的工作流程图。图2是本专利技术所提供的拐杖避障部分的工作流程图。图3是本专利技术所提供的意外检测报警流程示意图。图4是本专利技术所提供的摔倒检测程序流程图。图5是本专利技术所提供的智能避障系统的结构示意图。图6是本专利技术所提供的避障方法实施效果示意图。图7是本专利技术所提供的避障系统整体工作流程示意图。图8是本专利技术所提供的智能避障系统的内部信息交流示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：如图1至图8所示，本实施例公开了一种智能避障系统的避障方法，该避障方法主要包括眼镜避障部分和拐杖避障部分，所述眼镜避障部分包括如下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能避障系统，其特征在于，包括眼镜避障部分和拐杖避障部分；所述眼镜避障部分采用无线方式与拐杖避障部分进行连接；所述眼镜避障部分安装在眼镜上，包括第一电池组、第一主控芯片模块、用于控制系统状态的控制模块、用于与拐杖避障部分数据互联的第一无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第一超声波模块组、用于提示用户信息的语音模块和震动模块、以及用于检测用户是否跌倒的意外检测警报模块；所述拐杖避障部分安装在拐杖上，包括第二电池组、第二主控芯片模块、用于与眼睛避障部分连接的第二无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第二超声波模块组、用于探测前进方位的方位模块、用于定位自身位置的GPS模块、以及用于连接云端服务器的GPRS模块；/n所述第一主控芯片模块分别与第一电池组、控制模块、第一无线通信模块、第一超声波模块组、语音模块、震动模块和意外检测报警模块电连接，控制各模块有序协同工作；所述第二主控芯片模块分别与第二电池组、第二无线通信模块、第二超声波模块组、方位模块、GPS模块、GPRS模块电连接，并控制各模块有序协同工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能避障系统，其特征在于，包括眼镜避障部分和拐杖避障部分；所述眼镜避障部分采用无线方式与拐杖避障部分进行连接；所述眼镜避障部分安装在眼镜上，包括第一电池组、第一主控芯片模块、用于控制系统状态的控制模块、用于与拐杖避障部分数据互联的第一无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第一超声波模块组、用于提示用户信息的语音模块和震动模块、以及用于检测用户是否跌倒的意外检测警报模块；所述拐杖避障部分安装在拐杖上，包括第二电池组、第二主控芯片模块、用于与眼睛避障部分连接的第二无线通信模块、用于探测前方障碍物距离的第二超声波模块组、用于探测前进方位的方位模块、用于定位自身位置的GPS模块、以及用于连接云端服务器的GPRS模块；
所述第一主控芯片模块分别与第一电池组、控制模块、第一无线通信模块、第一超声波模块组、语音模块、震动模块和意外检测报警模块电连接，控制各模块有序协同工作；所述第二主控芯片模块分别与第二电池组、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢光强，郑臣河，李杨，叶志活，林楷，刘基正，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44