基于fpga的盲人语音导航装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于FPGA的盲人语音导航装置。盲人用探路装置在提供探路帮助时，存在体积大、不便于携带、不具有语音提示功能。一种基于FPGA的盲人语音导航装置，其组成包括：手杖外壳（1），手杖外壳底部安装万向滚轮（2）、顶部连接手持端（3），手持端表面具有电源开关（4）和音频输出插口（5）；手杖外壳安装LED显示屏（6）、步长修改按钮（7）、太阳能电池板（8）、超声波发射传感器（9）和超声波接收传感器（10）；手杖外壳内部安装控制电路板（11）和电源管理装置（12），控制电路板上集成FPGA内核（13），FPGA内核连接语音发生器（14）和放大电路（15）。本实用新型应用于盲人手杖。
【专利说明】基于FPGA的盲人语音导航装置
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种基于FPGA的盲人语音导航装置。
[0003]【背景技术】:
[0004]盲人是特殊的社会群体，他们需要更智能的探路导航服务。然而许多探路装置在提供探路帮助时，存在体积大、不便于携带的缺点，也不具有语音提示功能，导致盲人不能及时获得行走环境的提示，不能及时躲避周围障碍物。另外，现有的盲人手杖也不能对障碍物与盲人之间的步数进行提示。
[0005]
【发明内容】
:
[0006]本实用新型的目的是提供一种基于FPGA的盲人语音导航装置。
[0007]上述的目的通过以下的技术方案实现:
[0008]—种基于FPGA的盲人语音导航装置,其组成包括:手杖外壳,所述的手杖外壳底部安装万向滚轮，所述的手杖外壳顶部连接手持端，所述的手持端表面具有电源开关和音频输出插口 ；所述的手杖外壳外表面上部安装LED显示屏和一组步长修改按钮，中部安装太阳能电池板，下部前方安装超声波发射传感器和超声波接收传感器、左向超声波接收传感器和右向超声波接收传感器；所述的手杖外壳内部中空并安装控制电路板和电源管理装置，所述的控制电路板上集成FPGA内核，所述的FPGA内核连接所述的控制电路板上集成的语音发生器和放大电路，所述的电源管理装置连接所述的太阳能电池板，其中，所述的放大电路连接所述的超声波接收传感器、左向超声波接收传感器和右向超声波接收传感器，所述的语音发生器连接所述的音频输出插口。
[0009]所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的FPGA内核还与所述的LED显示屏和步长修改按钮连接。
[0010]所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的手杖外壳内部，所述的电源管理装置还连接锂电池，所述的锂电池连接所述的FPGA内核。
[0011]所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的手杖外壳与所述的手持端的连接处呈弧形，所述的手持端外表面还具有防滑垫，所述的手持端的末端还安装挂绳。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]1.本实用新型将现有的盲人手杖增设语音导航功能，为盲人提供周围障碍物的距离远近程度，以及步数。障碍物距离测量和语音导航功能室通过手杖外壳底部前方安装的超声波发射传感器发出超声波，通过FPGA内核控制的放大电路和超声波接收传感器接收反射回来的超声波，再通过语音发生器将通过超声波测量出的距离播放给盲人，而通过LED显示屏上显示的和步长修改按钮输入的平均步长，还能获得盲人与障碍物之间这一段距离的步数，而步数也能够通过语音发生器传输至音频输出插口，再通过耳机获得提示。手杖外壳设置的太阳能电池板为这些器件提供电源，并通过手持端设置的电源开关控制开启和闭合，方便操作，本实用新型将障碍距离测量和语音提示功能与原有手杖进行组合，具有及时获得提示和准确提示的作用。
[0014]2.本实用新型在手杖外壳底部设置了万向滚轮，这样盲人不用反复重复提起手杖的动作，手杖在平坦的地面能够借助推力前进，只需在遇到不平整地面时提起手杖，降低使用者的使用疲劳度。对不同方向确定是否有障碍物是只需将手杖外壳的前方转向该方向，操作方便灵活，提示准确，避免盲人发生意外。
[0015]【专利附图】
【附图说明】:
[0016]附图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]附图2是本实用新型涉及的工作原理结构框图。
[0018]【具体实施方式】:
[0019]实施例1:
[0020]—种基于FPGA的盲人语音导航装置,其组成包括:手杖外壳I,所述的手杖外壳底部安装万向滚轮2，所述的手杖外壳顶部连接手持端3，所述的手持端表面具有电源开关4和音频输出插口 5 ;所述的手杖外壳外表面上部安装LED显示屏6和一组步长修改按钮7，中部安装太阳能电池板8，下部前方安装超声波发射传感器9和超声波接收传感器10 ;所述的手杖外壳内部中空并安装控制电路板11和电源管理装置12，所述的控制电路板上集成FPGA内核13，所述的FPGA内核连接所述的控制电路板上集成的语音发生器14和放大电路15，所述的电源管理装置连接所述的太阳能电池板，其中，所述的放大电路连接所述的超声波接收传感器，所述的语音发生器连接所述的音频输出插口。
[0021]所述的手杖外壳底部还具有导盲标志牌16。
[0022]所述的FPGA 内核采用 ALTERA-EP2C5T144C8N。
[0023]所述的超声波接收传感器和所述的超声波发射传感器采用T40-16R。
[0024]所述的放大电路采用CX20106芯片；
[0025]实施例2:
[0026]根据实施例1所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的FPGA内核还与所述的LED显示屏和步长修改按钮连接。
[0027]实施例3:
[0028]根据实施例1或2所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的手杖外壳内部，所述的电源管理装置还连接锂电池17，所述的锂电池连接所述的FPGA内核。
[0029]实施例4:
[0030]根据实施例1或2所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，所述的手杖外壳与所述的手持端的连接处呈弧形，所述的手持端外表面还具有防滑垫18，所述的手持端的末端还安装挂绳19。
[0031]原理:
[0032]FPGA内核(ALTERA-EP2C5T144C8N)通过定时器产生中断，中断后P1 口发射遗传40Hz的脉冲信号，控制超声波发射传感器(T40-16R)发射40Hz的超声波。超声波遇到障碍物后返回，有超声波接收传感器(T40-16R)接收。经过放大电路(CX20106芯片)的放大之后，将其传回FPGA内核(ALTERA-EP2C5T144C8N)。根据时间间隔，获得了距离障碍物的步数，然后控制语音发生器发生。由于每个盲人的步长不同，所以能够根据手杖外壳上部设置的步长修改按钮设施不同的步长长度，不同步长显示在LED显示器上，以供不同人进行修改。
【权利要求】
1.一种基于FPGA的盲人语音导航装置，其组成包括:手杖外壳，其特征是:所述的手杖外壳底部安装万向滚轮，所述的手杖外壳顶部连接手持端，所述的手持端表面具有电源开关和音频输出插口 ；所述的手杖外壳外表面上部安装LED显示屏和一组步长修改按钮，中部安装太阳能电池板，下部前方安装超声波发射传感器和超声波接收传感器、左向超声波接收传感器和右向超声波接收传感器；所述的手杖外壳内部中空并安装控制电路板和电源管理装置，所述的控制电路板上集成FPGA内核，所述的FPGA内核连接所述的控制电路板上集成的语音发生器和放大电路，所述的电源管理装置连接所述的太阳能电池板，其中，所述的放大电路连接所述的超声波接收传感器、左向超声波接收传感器和右向超声波接收传感器，所述的语音发生器连接所述的音频输出插口。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，其特征是:所述的FPGA内核还与所述的LED显示屏和步长修改按钮连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，其特征是:所述的手杖外壳内部，所述的电源管理装置还连接锂电池，所述的锂电池连接所述的FPGA内核。
4.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的盲人语音导航装置，其特征是:所述的手杖外壳与所述的手持端的连接处呈弧形，所述的手持端外表面还具有防滑垫，所述的手持端的末端还安装挂绳。
【文档编号】A61H3/06GK203970841SQ201420261026
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】张春祥, 高雪瑶 申请人:哈尔滨理工大学