本实用新型专利技术公开了一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备，电压转换器将供电端电压进行转换，微型激光雷达的输出端电性连接树莓派主控电路的输入端，并将探测到的模拟量传输至树莓派主控电路中，树莓派主控电路在进行数模转换后，获得建模数据，并将建模数据传输至云平台中，云平台根据建模数据对路径进行规划，再将规划结果传输至树莓派主控电路中，树莓派主控电路根据规划结果建立地图模型。本实用新型专利技术依据功能单元‑通道的思想，对室内物体进行建模，同时通过GPS的接收模块与AMCL室内定位的结合，实时获取用户当前位置和目的地位置的信息，经过云平台设计出最优路径，用户可以通过收听语音播报的最优路径进行行走。
【技术实现步骤摘要】
适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备
本技术涉及云平台闭环控制系统
，尤其涉及一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备。
技术介绍
经统计研究，目前技术上针对于视障人士室外导航的设备比较多，例如市场上比较常见的超声波避障+GPS/北斗导航的方式，在结合路面上的导盲道、公交站、地铁站等公共设施的语音播报系统后，视障人士出行的安全性得到了很大的保障。但室内由于缺少导盲道以及公共导盲设施的指引，再加之室内空间结构复杂多样，空间变化也趋向于多层次，从而视障人士在室内行走存在着极大的安全隐患。虽然GPS/北斗导航已经进入大众群体中，人们日常生活中也越来越离不开它，然而GPS导航仍有一个尚未解决的难题，就是室内导航。针对于视障人士室内行走的导盲技术及设备方法微乎其微，目前针对于视障群体，出现的设备多为室内避障，形式采用超声波避障测距+语音提醒。随着社会的不断发展，超声波作为障碍物探测器呈现出效率低，仅仅有辅助视障人士避障的功能而没有室内行走路径规划的功能。
技术实现思路
技术目的：针对视障人士在室内行走不便的问题，本技术提出一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备。技术方案：为实现本技术的目的，本技术所采用的技术方案是：一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备，所述微型可穿戴式设备包括有电压转换器、微型激光雷达、树莓派主控电路、传输协议、NB-IOT传输模组和云平台，所述电压转换器将供电端电压进行转换，并将所述转换后的电压分别传输至微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组中，所述微型激光雷达的输出端电性连接树莓派主控电路的输入端，并将探测到的模拟量传输至所述树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路在将模拟量进行数模转换后，获取得到建模数据，并通过所述NB-IOT传输模组将建模数据传输至云平台中，同时所述云平台根据建模数据对路径进行规划，再将所述规划结果通过NB-IOT传输模组传输至树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路根据规划结果建立地图模型，并通过语音播放行走路径，所述树莓派主控电路和云平台之间通过传输协议进行通信。进一步地讲，所述微型可穿戴式设备还包括有开关S1和开关S2，所述开关S1电性连接树莓派主控电路，所述开关S2电性连接电压转换器，所述开关S1用于调节语音播放模式，所述语音播放模式包括有扬声器模式和耳机模式，所述开关S2用于控制微型可穿戴式设备的运行状态。进一步地讲，所述微型可穿戴式设备还包括有反馈电路，所述反馈电路包括有放大器，所述放大器的输入端电性连接云平台，所述放大器的输出信号在回收至放大器的输入端，和所述放大器的输入信号进行比较后，输出有效输入信号，并通过所述NB-IOT传输模组向树莓派主控电路传输有效输入信号。进一步地讲，所述建模数据为将微型激光雷达探测到的模拟量，转换为建立的坐标系中的坐标数据，所述微型激光雷达探测到的模拟量为微型激光雷达通过导盲算法实时返回的环境观测数据。进一步地讲，所述建立的坐标系为以用户所在位置为原点、用户正前方为X轴、左边方向为Y轴、竖直方向为Z轴建立的坐标系。本技术微型可穿戴式设备的工作原理：S1：所述电压转换器将供电端的电压转换为两个5V电压和两个3.3V电压，并分别给微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组进行供电，所述微型激光雷达将通过导盲算法实时返回的环境观测数据发送至树莓派主控电路中；S2：所述树莓派主控电路将环境观测数据转换为以用户所在位置为原点、用户正前方为X轴、左边方向为Y轴、竖直方向为Z轴建立的坐标系中的坐标数据，并将所述坐标数据通过NB-IOT传输模组发送至云平台中；S3：所述云平台根据坐标数据对室内物体建立地图模型，且在用户输入目的地后，根据用户起点位置和目的地，在所述地图模型中规划出行走路径，并将所述行走路径发送至树莓派主控电路中；S4：所述树莓派主控电路通过语音向用户播报行走路径，同时还会根据用户所在位置，获取用户的实时坐标数据，不断更新所述云平台中用户的坐标数据，并根据所述实时坐标数据判断用户是否偏离所述行走路径，并不断校准。进一步地讲，所述地图模型使用占据栅格地图进行表示，每个所述栅格均以概率的形式表示被占据的概率。有益效果：与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：本技术依据功能单元-通道的思想，对室内物体进行建模，并结合相关算法，建立一个适用于视障人士室内导航的原型系统，通过GPS的接收模块与AMCL室内定位的结合，实时获取用户当前位置和目的地位置的信息并把信息传送到云平台，进而经过云计算设计出最优路径，用户可以通过收听语音播报的最优路径进行行走。附图说明图1是本技术对室内环境数据采集过程的示意图；图2是本技术云平台计算后反馈和语音播放过程的示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。实施例1参考图1和图2，本实施例提供了一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备，该微型可穿戴式设备包括有电压转换器、微型激光雷达、树莓派主控电路、传输协议、NB-IOT传输模组、云平台、开关S1、开关S2和反馈电路，且电压转换器、微型激光雷达、树莓派主控电路、传输协议、NB-IOT传输模组、云平台、开关S1、开关S2和反馈电路均集成在PCB集成板上。由于PCB集成板是由体积小的贴片式元件组成，从而能够达到集成化、轻巧的目的。进而该微型可穿戴式设备既可以固定在帽子上，也可以固定在用户的背包或者腰部，具有很好的便捷性，不会给用户造成负担。具体地讲，电压转换器将供电端电压进行转换后，将转换后的电压分别传输至微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组中，为微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组进行供电。微型激光雷达的输出端电性连接树莓派主控电路的输入端，并将探测到的模拟量传输至树莓派主控电路中，其中探测到的模拟量为微型激光雷达通过导盲算法实时返回的环境观测数据，同时微型激光雷达可探测用户周围12米范围内的所有物件。树莓派主控电路在接收了传输过来的模拟量后，会将模拟量进行数模转换，获取建模数据，该建模数据为将微型激光雷达探测到的模拟量，转换为建立的坐标系中的坐标数据，该坐标系是微型激光雷达以用户所在位置为原点、用户正前方为X轴、左边方向为Y轴、竖直方向为Z轴建立的坐标系。在本实施例中，树莓派主控电路采用树莓派3B+板卡，且板卡配备1.4GHz、64位四核Cortex-A53处理器、1GBRAM。树莓派本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备，其特征在于，所述微型可穿戴式设备包括有电压转换器、微型激光雷达、树莓派主控电路、传输协议、NB-IOT传输模组和云平台，所述电压转换器将供电端电压进行转换，并将所述转换后的电压分别传输至微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组中，所述微型激光雷达的输出端电性连接树莓派主控电路的输入端，并将探测到的模拟量传输至所述树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路在将模拟量进行数模转换后，获取得到建模数据，并通过所述NB-IOT传输模组将建模数据传输至云平台中，同时所述云平台根据建模数据对路径进行规划，再将所述规划结果通过NB-IOT传输模组传输至树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路根据规划结果建立地图模型，并通过语音播放行走路径，所述树莓派主控电路和云平台之间通过传输协议进行通信；/n所述微型可穿戴式设备还包括有开关S1和开关S2，所述开关S1电性连接树莓派主控电路，所述开关S2电性连接电压转换器，所述开关S1用于调节语音播放模式，所述语音播放模式包括有扬声器模式和耳机模式，所述开关S2用于控制微型可穿戴式设备的运行状态；/n所述微型可穿戴式设备还包括有反馈电路，所述反馈电路包括有放大器，所述放大器的输入端电性连接云平台，所述放大器的输出信号在回收至放大器的输入端，和所述放大器的输入信号进行比较后，输出有效输入信号，并通过所述NB-IOT传输模组向树莓派主控电路传输有效输入信号。/n...
【技术特征摘要】
1.一种适用于视障群体室内行走路径规划的微型可穿戴式设备，其特征在于，所述微型可穿戴式设备包括有电压转换器、微型激光雷达、树莓派主控电路、传输协议、NB-IOT传输模组和云平台，所述电压转换器将供电端电压进行转换，并将所述转换后的电压分别传输至微型激光雷达、树莓派主控电路和NB-IOT传输模组中，所述微型激光雷达的输出端电性连接树莓派主控电路的输入端，并将探测到的模拟量传输至所述树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路在将模拟量进行数模转换后，获取得到建模数据，并通过所述NB-IOT传输模组将建模数据传输至云平台中，同时所述云平台根据建模数据对路径进行规划，再将所述规划结果通过NB-IOT传输模组传输至树莓派主控电路中，所述树莓派主控电路根据规划结果建立地图模型，并通过语音播放行走路径，所述树莓派主控电路和云平台之间通过传输协议进行通信；
所述微型可穿戴式设备还包括有开关S1和开关S2，所述开关S1电性连接树莓派主控电路，所述开关S2电性连接电压转换器，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜年丰，戴冠，王丽，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。