一种多功能智能导盲拐杖制造技术

本发明专利技术属于人工智能引导技术领域，提供了一种多功能智能导盲拐杖，包括智能导盲拐杖本体、云端服务器和手机端app，所述智能导盲拐杖本体包括核心控制器，所述核心控制器包括主控制器和副控制器，核心控制器还包括控制系统，所述控制系统包括邮件发送模块、姿态检测模块、核心控制模块、语音播报模块、WIFI连接模块、定位模块、场景识别模块和测距避障模块；本发明专利技术通过主副控制器设计，实现分布式处理，提高处理速度和安全性，同时通过引入计算机视觉识别，障碍物判断准确度大大提高，该智能导盲仪功能全面，极大确保使用者的出行安全，方便出行。出行。出行。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能智能导盲拐杖


[0001]本专利技术属于人工智能引导
，具体地说是一种多功能智能导盲拐杖。

技术介绍

[0002]随着城市化建设逐渐加快，盲道环境越发复杂，智能导盲产品技术水平低、无法识别安全路径、障碍物感知难、安全系数低等问题都是导致大多数盲人不愿外出的主要原因，随着行业发展，智能导盲行业前景广阔，市场需求巨大，并且近年来随着人工智能等现代化新兴技术的日益崛起，利用现有先进技术进行智能导盲产品研发成为重大机遇。
[0003]同时通过调查发现，国内大多数智能导盲产品均处于原型研发阶段，尚未对视力障碍者进行长时间的跟踪实验，缺乏自主生产能力；国外智能导盲产品虽然技术水平较国内先进，但大多功能不齐全，且成本高、大多产品携带不便，导致智能导盲拐杖的实用性不高，为此，亟需一种多功能智能导盲拐杖。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种多功能智能导盲拐杖，以解决现有技术中大多数智能导盲产品均处于原型研发阶段，尚未对视力障碍者进行长时间的跟踪实验，缺乏自主生产能力；国外智能导盲产品虽然技术水平较国内先进，但大多功能不齐全，且成本高、大多产品携带不便，导致智能导盲拐杖的实用性不高等问题。
[0005]一种多功能智能导盲拐杖，包括智能导盲拐杖本体、云端服务器和手机端app，所述智能导盲拐杖本体包括核心控制器，所述核心控制器包括主控制器和副控制器；
[0006]核心控制器还包括控制系统，所述控制系统包括邮件发送模块、姿态检测模块、核心控制模块、语音播报模块、WIFI连接模块、定位模块、场景识别模块和测距避障模块，所述邮件发送模块可以接收外来的邮件，姿态检测模块可以对使用人员状况进行检测，语音播报模块可以对盲人使用的异常情况进行语音播报，所述WIFI连接模块可以将智能导盲拐杖本体与蓝牙和手机相连接，所述定位模块可以对盲人进行定位，所述场景识别模块和测距避障模块，可以对盲人周围环境进行图像识别，然后计算障碍物与盲人的距离，然后提醒盲人进行避障。
[0007]所述核心控制器为树莓派，所述核心控制器的硬件包括树莓派3B+、超声波测距传感器以及全景摄像头，具备障碍物检测+测距、路口场景识别以及语音提示等必要的基础功能。
[0008]优选的，所述主控制器与场景识别模块和测距避障模块相对应，所述副控制器与姿态检测模块、邮件发送模块、WIFI连接模块和定位模块，主控制器主要承担目标识别任务，副控制器主要承担测距、紧急求助、家人实时检测路径的任务。
[0009]优选的，所述测距避障模块包括障碍物测距单元和障碍物检测单元，所述测距避障模块还包括超声波传感器，所述障碍物检测单元还包括提醒模块，所述障碍物检测单元、场景识别模块和提醒模块依次连接，超声波传感器选用的HC
‑
SR04，内部包括超声波发射
器、接收器和控制电路，能够提供非接触式的距离感测功能，测距范围为0
‑
200cm，并具有较高的测距精度，误差在3.8cm以内。
[0010]基本测距采用IO口TRIG触发，至少给10us的高电平信号；模块自动发射8个40KH的方波，自动检测是否有信号返回；有信号时，通过IO口ECHO输出高电平，此超声波模块可提供10cm～500cm的非接触式距离感测功能，测距精度可在1cm。有信号返回时，通过IO口ECH0输出一个高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。使用者到障碍物距离＝(高电平时间*声速)/2。
[0011]优选的，所述智能导盲拐杖本体上搭载高分辨率摄像头，可以实时采集周围环境的图像数据，所述高分辨率摄像头与语音播报模块连接。
[0012]优选的，所述定位模块包括GPS定位传感器，用于实时获取拐杖的位置信息，所示GPS定位传感器与云端服务器相连接，所述云端服务器与手机应用程序相连接，开发一个家人手机的App，通过跨平台开发框架开发，用于接收和显示拐杖的位置信息。搭建一个服务器，用于接收和处理拐杖发送的位置信息，并将其发送到家人手机App上用于显示。
[0013]优选的，所述智能导盲拐杖本体还包括紧急求救模块，所述紧急求救模块包括水平检测仪，水平检测仪获得拐杖使用时的倾斜角和加速度，如果大于阈值，则认为发生摔倒，且保持一定时间内原有角度和加速度，说明还在摔倒姿态，此时将定位信息和求救信息使用smtplib库连接到指定的SMTP服务器，并通过starttls()方法启用TLS加密。然后，使用login()方法登录到SMTP服务器，使用sendmail()方法发送邮件。
[0014]优选的，智能导盲杖使用过程中遇到的场景分成两类，一类是将除了路口场景外的障碍物视为低精度识别，一类是将路口场景识别主要为红绿灯、斑马线等识别做为高精度识别，低精度只需告知前方存在障碍物，而不用说明障碍物类型。高精度识别则需要告知前方路口场景如何，比如需要告知路口红灯、绿灯状态，低精度识别使用YOLOV5算法，高精度识别使用语义分割技术。
[0015]WiFi和芯片连接的第一个过程具体的步骤如下：
[0016]首先，需要使用STM32单片机向ESP8285发送AT指令，使用AT+CWMODE指令控制ESP8285进入STA模式。其次，需要使用STM32单片机中AT+CWJAP指令向ESP8285发送AT指令，连接到WiFi网络。最后，需要使用STM32单片机向ESP8285发送AT指令，检查ESP8285是否连接到互联网，使用AT+CIFSR指令查看ESP8285的IP地址，确认成功连接到互联网。
[0017]WiFi和芯片连接第二个过程具体的步骤如下：
[0018]首先，需要在云服务器上启动一个TCP服务器，等待STM32单片机的连接请求。其次，需要在TCP服务器上监听来自STM32单片机的数据传输请求。使用Flask框架中Flask
‑
SocketIO插件，通过SocketIO协议实现实时双向通信。最后，需要在云服务器上编写程序，接收和处理来自STM32单片机的数据。使用常见的pandas数据处理库接收和处理来自STM32单片机的数据。
[0019]WiFi和芯片连接第三个过程具体步骤如下：
[0020]在APPInventor上，使用TCP/IP组件或第三方库，实现TCP/IP连接到云端服务器。在连接之前，设置服务器的IP地址和端口号等参数，以及进行异常处理和错误检测。在APPInventor上，使用JSON组件或第三方库，解码来自云端服务器的JSON数据，并对数据进行处理和显示。根据数据格式和需要，进行转换、格式化、展示等操作。在APPInventor上，使
用HTTP组件或第三方库，向云端服务器发送HTTP请求，并接收服务器返回的数据。根据需要设置请求的URL、参数、方法等，以及进行异常处理和错误检测。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]1、本专利技术通过主副控制器设计，实现分布式处理，提高处理速度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能智能导盲拐杖，其特征在于：包括智能导盲拐杖本体、云端服务器和手机端app，所述智能导盲拐杖本体包括核心控制器，所述核心控制器包括主控制器和副控制器；核心控制器还包括控制系统，所述控制系统包括邮件发送模块、姿态检测模块、核心控制模块、语音播报模块、WIFI连接模块、定位模块、场景识别模块和测距避障模块。2.如权利要求1所述多功能智能导盲拐杖，其特征在于：所述主控制器与场景识别模块和测距避障模块相对应，所述副控制器与姿态检测模块、邮件发送模块、WIFI连接模块和定位模块。3.如权利要求1所述多功能智能导...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯昌群，龙芊蕊，郭美佳，程君驰，陈玟艺，苏玉冲，项星豪，李纯熙，罗燕，何昭静，全珂莹，李菁，刘澄澄，周雨浛，
申请(专利权)人：云南财经大学，
类型：发明
国别省市：