智能导盲人机互动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能导盲人机互动装置，包括主控制器，主控制器采用１６位微处理器，控制主电路通过２３２串口连接无线模块；主控制器通过音频输入端口接入耳机麦克风，主控制器通过音频输出端口接入耳机听筒；主控制器通过绳索感应张力检测装置与导盲机器人连接；主控制器通过驱动与振动感应器相连接；主控制器的中断输入口接入盲文触键。本发明专利技术具有语音识别和播报、无线指令传送、绳索张力感应和振动感应器输出等功能，通过语音和振动感应实现人机互动，能够保证互动装置和导盲机器人保持适当的安全行驶距离，增加手持装置的使用安全性和交互方便性，有效解决室外环境下智能导盲机器人的人机交互问题，具有良好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导盲装置，具体涉及一种使用方便、可靠安全并且适用范围广泛 的智能导盲人机互动装置。
技术介绍
随着现代科学与技术的发展，国内外针对盲人导盲技术的研究已经达到一定水 平，其中导盲装置的人机互动环节也各具特色，例如电子导盲杖，装有超声波感应器，能够 感应到前方脸部高度处的障碍物，并通过震动手柄通知使用者；导盲手套，在普通手套上装 有若干超声波传感器，达到避障功能；机器人导盲，作为机器人应用的另一具体领域，能发 挥机器人的实际机动性和灵活性，涉及通信、控制和导航等多项技术，导盲机器人的核心是 智能和导航技术，要求机器人具有必要的运动控制与传感模块，具备人机语音界面和无线 通信功能。现今，已出现红外遥控、语音识别等相关装置，但应用于导盲机器人领域的人机互 动装置在功能性方面还存在些不足，如红外遥控器的控制利用红外发射单元将使用者的 控制指令按照一定的编码格式，通过无线方式传递给电器设备，在遥控器所拥有的功能键 较多时候使用者只能通过传统的记忆加按键组合的繁琐控制模式，使用起来很不方便。传 统的语音识别装置对周围环境的要求比较高，在户外机器人使用过程中，识别的效果受噪 音环境影响比较大，在导盲过程中，人机互动环节同步性较差。因此，在人机接口装置中，有 必要利用盲人等特殊人群的听觉和触觉，使用者可以通过语音和振动感应实现人机互动。
技术实现思路
专利技术目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种使用方便、可靠安全 并且适用范围广泛的智能导盲人机互动装置，本专利技术可以实现智能导盲机器人的人机互动 功能，同时利用绳索感应张力检测装置实现互动装置和导盲机器人保持适当的距离。技术方案为实现上述目的，本专利技术的智能导盲人机互动装置，包括主控制器，所 述主控制器采用16位微处理器，控制主电路通过232串口连接无线模块，实现指令的无线 传输；主控制器通过音频输入端口接入耳机麦克风，主控制器通过音频输出端口接入耳机 听筒，能实现语音信息的输入输出；主控制器通过绳索感应张力检测装置与导盲机器人连 接，确保装置和车之间保持适当的距离；主控制器通过驱动与振动感应器相连接，使用者可 以振动感应相应的状态输出；主控制器的中断输入口接入盲文触键，实现四个方向键和三 个功能键的辅助输入功能。所述主控制器具有输入/输出端口、定时器/计数器、A/D和D/A转换、串行设备 输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分，具有较高的处理速度使其能够快 速的处理复杂的数字信号，具有的语音处理功能。本专利技术包含语音的MIC输入端，自带音量调节控制；语音输出接口 Mout，由DAC输 出接口经语音集成放大器SPY0030A放大，然后接麦克风耳机输出；无线传输模块为串口接3入嵌入式无线通信模块，集成符合ZIGBEE协议标准的射频收发器和微处理器，将装置需要 传送的指令通过无线的方式实现和导盲机器人进行传输。所述绳索感应张力检测装置为张力传感器，本装置选用的传感器是一种高精度张 力测量传感器，用于电线和化纤连接线的张力测量，保证互动装置与导盲机器人间保持适 当的距离。所述振动感应器选用低功率纽扣振动感应器，采用逻辑门器件实现驱动从而驱动 振动感应器功能。所述无线传输模块为串口接入嵌入式无线通信模块，集成有射频收发器和微处理 器；可组成星型、树型和蜂窝型网状网络结构；所述无线通信模块数据接口采用TTL电平收 发接口与主控制器相连接。所述盲文触键接入主控制器的外中断输入口 INAl 7。所述导盲机器人为采用轮式结构运动的导盲机器人。本专利技术具有语音处理功能，该语音处理功能主要包括语音的训练和识别两个环 节，首先从一个或多个讲话者多次重复讲话中提取的语音参数模板，如“前进”、“后退”、 “停止”等若干条语音指令，形成特定的语音模型库；当训练完毕后，在实际使用过程中，当 输入特定的语音指令时，语音处理单元把输入语音的特征参数与语音模型库进行比较分析 和模式匹配，最终得到识别结果，完成相应指令的动作。有益效果本专利技术的智能导盲人机互动装置与现有技术相比，具有以下优点1.本专利技术的智能导盲人机互动装置具有语音处理功能，可以形成语音模型库并完 成相应指令的动作；同时具有音量调节单元，可以根据实际环境的噪声情况，灵活调整音量 大小，采用模糊处理技术，实现混杂环境下语音指令地有效识别；2.本专利技术的人机互动装置通过采用绳索感应张力检测装置，可以保证本装置和导 盲机器人的适当安全行驶距离；3.本专利技术创新地采用振动感应器作为装置的感应输出部件，选用低功率纽扣振动 感应器，同时利用盲文触键作为辅助输入设备，更好地确保户外复杂环境下人机互动的可 靠性和盲人的安全；4.本专利技术的智能导盲人机互动装置利用无线传输模块为串口接入嵌入式无线通 信模块，数据接口采用TTL电平收发接口与主控制器相连接，将装置需要传送的指令通过 无线的方式实现和导盲机器人进行无线传输；5.本专利技术可作为智能导盲机器人的人机互动单元，可以广泛地应用于户外智能导 盲机器人的导盲。附图说明图1为本专利技术的结构框图；图2为导盲机器人构成示意图；图3为音频信号采集示意图；图4为语音信号识别流程图；图5为张力传感器检测电路图，其中VEE 张力传感器的12V电源输入正端；VSS 张力传感器的12V电源输入地；VOl 张力传感器的信号输出正端；V02 张力传感器的信号4输出负端；INAO 张力传感器输出信号经电压跟随器后输出端，接入主控制器ADO ；图6为振动感应器驱动电路图；图7为无线传输模块接线图，其中SLEEP 无线传输模块的休眠端口 ；CENTER 无 线传输模块的中心节点控制端；DEVICE 无线传输模块的终端节点控制端；CONFIG 无线传 输模块的配置端；RESET 无线传输模块的复位控制端。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，本专利技术的智能导盲人机互动装置，包括主控制器1、无线传输模块2、 耳机麦克风3、绳索感应张力检测装置4、振动感应器5、耳机听筒6和盲文触键7，主控制器 1采用16位微处理器，控制主电路通过232串口连接无线模块2，实现指令的无线传输；主 控制器通过音频输入端口接入耳机麦克风3，其音频输出端口接入耳机听筒6，能实现语音 信息的输入输出；绳索感应张力检测装置4为张力感应模块，连接互动装置和导盲机器人 之间，确保装置和车之间保持适当的距离；振动感应器5通过驱动8与主控制器1相连接， 使用者可以振动感应相应的状态输出；盲文触键7接入主控制器1的中断输入口，实现四个 方向键和三个功能键(加速、减速、启动/停止)的辅助输入功能。主控制器1的型号为SPCE061A，主控制器1具有输入/输出端口、定时器/计数 器、A/D和D/A转换、串行设备输入输出、通用异步串行接口、低电压监测和复位等部分，具 有较高的处理速度使其能够快速的处理复杂的数字信号，具有的语音处理功能；其中语音 的MIC输入端，自带自动增益(AGC)控制；语音输出接口 Mout，由DAC输出接口经语音集成 放大器SPY0030A放大，然后输出，接麦克风耳机，SPY0030A工作在2. 4 6. OV范围内，最 大输出功率可达700mW。盲文触键7接入主控制器1的外中断输入口 INAl 7。如图2所示，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能导盲人机互动装置，其特征在于：包括主控制器（１），所述主控制器（１）采用１６位微处理器，控制主电路通过２３２串口连接无线模块（２）；主控制器（１）通过音频输入端口接入耳机麦克风（３），主控制器（１）通过音频输出端口接入耳机听筒（６）；主控制器（１）通过绳索感应张力检测装置（４）与导盲机器人（９）连接；主控制器（１）通过驱动（８）与振动感应器（５）相连接；主控制器（１）的中断输入口接入盲文触键（７）。

【技术特征摘要】
一种智能导盲人机互动装置，其特征在于包括主控制器(1)，所述主控制器(1)采用16位微处理器，控制主电路通过232串口连接无线模块(2)；主控制器(1)通过音频输入端口接入耳机麦克风(3)，主控制器(1)通过音频输出端口接入耳机听筒(6)；主控制器(1)通过绳索感应张力检测装置(4)与导盲机器人(9)连接；主控制器(1)通过驱动(8)与振动感应器(5)相连接；主控制器(1)的中断输入口接入盲文触键(7)。2.根据权利要求1所述的智能导盲人机互动装置，其特征在于所述绳索感应张力检 测装置(4)为张力传感器。3.根据权利要求2所述的智能导盲人机互动装置，其特征在于所述振动感应器(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡仁杰，马智勇，刘凯，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]