一种智能眼镜及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能眼镜及其控制方法，其中智能眼镜包括：镜片、镜框和镜腿；镜片为透明显示器，进行双面显示；镜框上设置有摄像头和拾音器，分别获取手势指令和语音信号；镜腿上设置有脑电波识别器和处理器，脑电波识别器获取脑电波信号，处理器接收手势指令、语音信号以及脑电波信号并进行处理。该智能眼镜通过获取手势指令和语音信号，并交给处理器进行处理，将对应的图文信息通过背面镜片进行显示，实现外界信息转化为眼镜佩戴者可以看到的图文信息，同时还可以将眼镜佩戴者的脑电波信号发送给处理器，并将其对应的图文信息通过正面镜片进行显示，实现佩戴者将无法表达的语音通过图文方式展现给别人，达到聋哑人与普通人之间无障碍的交流。
【专利说明】—种智能眼镜及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能控制【技术领域】，特别涉及一种智能眼镜及其控制方法。
【背景技术】
[0002]聋哑人由于其自身固有的生理缺陷，由于不具备听力和说话的能力，无法获知他人的想法，也无法通过语言与人沟通和交流，在日常生活中带来很大不便。即便大部分聋哑人自身能够通过手语表达自己想要说的话，但是如果遇到不懂手语的人也无法实现有效的交流和沟通。为解决听力上的缺陷，可以通过佩戴助听器来缓解听力，虽然有助于听力障碍者改善听觉障碍，但是还具有一定的局限性，不能保证所有人佩戴后都具有和普通人相同的听力，对于获知别人说的话仍然存在困难。
[0003]综上，现有技术中的技术和设备不能有效地解决聋哑人与普通人之间交流存在障碍的问题，语言障碍者在平时或者是处于危急状况下无法准确表达自己的思想和想要交流的内容。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是如何实现聋哑人与普通人之间准确、无障碍的交流。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能眼镜，包括:镜片、镜框和镜腿；
[0008]镜片为透明显示器，进行双面显示；
[0009]镜框上设置有摄像头和拾音器，分别获取手势指令和语音信号；
[0010]镜腿上设置有脑电波识别器和处理器，脑电波识别器获取脑电波信号，处理器接收手势指令、语音信号以及脑电波信号并进行处理。
[0011]进一步地，所述透明显示器用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中透明显示器包括一个显示器以及设置在该显示器上的两个显示面，分别用于正面显示和背面显示。
[0012]进一步地，所述透明显示器用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中透明显示器包括两个显示器，每个显示器上的镜片作为显示面，分别用于正面显示和背面显示。
[0013]进一步地，所述摄像头设置在镜框上，用于获取手势指令，产生手势信号，并将手势信号发送给处理器。
[0014]进一步地，还包括定位器和存储器，通过所述摄像头对智能眼镜周围环境进行监视，获取环境信息，并将其发送给处理器，与存储器数据库中预存的环境信息进行比较和计算，对当前位置进行定位。
[0015]进一步地，所述拾音器设置在镜框中鼻托位置，所述脑电波识别器设置在镜腿的中部，所述处理器设置在镜腿的尾部。[0016]进一步地，所述镜腿上还设置有测距器件、数据传输器件和充电器件，分别于所述处理器连接，通过测距器件对当前位置与目标位置之间的距离进行感测，数据传输器件用于与外接设备之间进行数据传输，充电器件对透明显示器、摄像头、拾音器、脑电波识别器和处理器进行充电。
[0017]进一步地，所述充电器件为太阳能充电，集成所述透明显示器的镜面上。
[0018]进一步地，所述测距器件以下测距仪中的一种:超声波测距仪、红外测距仪和激光测距仪。
[0019]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种对上述智能眼镜的控制方法，包括:
[0020]S1、获取手势信号和音频信号，并发送给处理器；
[0021]S2、处理器对音频信号进行语音识别、转换成图文信息，将手势信号转换成图文信息，通过智能眼镜进行背面显示；
[0022]S3、获取脑电波信号，进行编码和解码后得到第一信息，将其发送给处理器；
[0023]S4、处理器将第一信息转换成图文信息，通过智能眼镜进行正面显示。
[0024]进一步地，如果步骤S3中获取脑电波信号失败之后还包括:
[0025]通过智能眼镜的背面显示，提示发生错误。
[0026]进一步地，步骤S4中进行正面显示之前还包括:
[0027]对图文信息进行背面显示，接收到确认的脑电波信号后再进行正面显示。
[0028]进一步地，所述音频信号是经过拾音器对获取的语音信号进行模数转换得到的。
[0029]进一步地，获取手势信号和音频信号的同时还获取周围环境信息，并结合定位系统获取的位置信息对当前位置进行定位。
[0030](三)有益效果
[0031]本发明实施例提供的一种智能眼镜及其控制方法，其中智能眼镜包括:镜片、镜框和镜腿；镜片为透明显示器，进行双面显示；镜框上设置有摄像头和拾音器，分别获取手势指令和语音信号；镜腿上设置有脑电波识别器和处理器，脑电波识别器获取脑电波信号，处理器接收手势指令、语音信号以及脑电波信号并进行处理。该智能眼镜通过获取手势指令和语音信号，并交给处理器进行处理，将对应的图文信息通过背面镜片进行显示，实现外界信息转化为眼镜佩戴者可以看到的图文信息，同时还可以将眼镜佩戴者的脑电波信号发送给处理器，并将其对应的图文信息通过正面镜片进行显示，实现佩戴者将无法表达的语音通过图文方式展现给别人，达到聋哑人与普通人之间无障碍的交流。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是本发明实施例一中提供的一种智能眼镜的结构示意图；
[0033]图2是本发明实施例一中提供的智能眼镜在表达模式下识别判断过程的原理示意图；
[0034]图3是本发明实施例一中提供的智能眼镜在表达模式下匹配判断过程的原理示意图；
[0035]图4是本发明实施例一中提供的智能眼镜在接收模式下的原理示意图；
[0036]图5是本发明实施例二中提供的一种智能眼镜的控制方法的步骤流程图。【具体实施方式】
[0037]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0038]实施例一
[0039]本发明实施例一提供了一种智能眼镜，组成结构示意图如图1所示，具体包括:镜片、镜框和镜腿；
[0040]镜片为透明显示器10，进行双面显示；
[0041]镜框上设置有摄像头11和拾音器12，分别获取手势指令和语音信号；
[0042]镜腿上设置有脑电波识别器13和处理器14，脑电波识别器13获取脑电波信号，处理器14接收手势指令、语音信号以及脑电波信号并进行处理。
[0043]需要说明的是，本实施例中将处理器内置于一侧的镜腿尾部，两一侧的镜腿尾部还可以内置具有其它功能的模块，例如内置的通信模块WIFI，蓝牙或者是定位模块GPS等。
[0044]上述智能眼镜能够有利于佩戴该智能眼镜的聋哑人与普通人之间的交流，通过摄像头和拾音器获取普通人表达给佩戴者的手势指令或者是语音信号，经过处理器的识别和处理将其通过图文信息的形式在眼睛的背面镜片展示给佩戴者，使得佩戴者获知普通人的想法和意图，同样脑电波识别器获取佩戴者的脑电波信号，处理器接收到脑电波信号之后进行解析和处理得到相应的图文信息，并将其通过正面镜片进行显示，将佩戴者想要表达的相反通过镜片上的显示器展示给普通人，突破聋哑人与普通人之间无法有效沟通和交流的障碍。
[0045]优选地，本实施例中的透明显示器10用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中实现双面显示的一种实施方案为:透明显示器10包括一个显示器以及设置在该显示器上的两个显示面，分别用于正面显示和背面显示。
[0046]除了上述实施方案之外，本实施例中还提供了第二种实施方案，即透明显示器10用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中透明显示器10包括两个显示器，每个显示器上的镜片作为显示面，也是两个显示面，分别于正面显示和背面显示。需要说明的是，本实施例中的正面显示和背面显示指两种显示模式，由于显示器是用透明的，在显示的过程中，无论处于哪一种显示模式，在另一面头可以同时观测到与之相反的显示内容。该实施例方案与第一种实施方案的区别在于使用的显不器个数不同，具体为:第一种实施方案中采用一个显示器，一个镜片就是一个显示器，显示器本身是透明的，透明显示器的两个面分别是镜片的A面和B面，用于背面显示和正面显示两种模式；而第二种实施方案中采用两个背对设置的显示器，每个镜片是由两个显示器组成、并且两个显示器分别是一个镜片的A面和B面，同样用于背面显示和正面显示两种模式。需要说明的是，上述对透明显示器的描述均是对其中镜片结构的描述，两个镜片是完全一样的，本实施例中采用的优选方案是上述第一种实施方案。
[0047]需要说明的是，本实施例中的双面显示的含义是指该智能眼镜在使用过程中包括两个模式，即表达模式和接收模式，表达模式就是将佩戴者的想法或意识通过眼镜的镜片展示给面前的普通人，接收模式就是获取普通人的语音、手势等信息，最终通过镜片展示给佩戴者。一般在表达模式利用智能眼镜的正面显示，所谓正面就是顺着佩戴者视线方向，即展示给普通人的一面，假设是A面，而在接收模式利用智能眼镜的背面显示，所谓背面就是佩戴者视线相反的方向，即展示给眼镜佩戴者的一面，假设是B面。
[0048]还需要说明的是，当眼镜的镜片如果采用柔性显示器件，则可以实现将镜片进行弯曲的结构设计，可以只是将镜框所在的显示区域进行弯曲，其功能是在眼镜的镜片呈现显示图案时，不只是用户的前方会出现提示画面，左右两侧的显示区域也可以同时呈现显示图案。
[0049]优选地，本实施例中的摄像头11设置在镜框上，用于获取手势指令，产生手势信号，并将手势信号发送给处理器14。摄像头11位于该智能眼镜的正前方、左右眼镜的两侧，对佩戴者周围进行全方位的检测。
[0050]对于摄像头11的功能除了用于获取佩戴者面前其他人的手势指令以获知其想法和目的，同时还用于通过摄像头11实时采集和检测自身周围的环境和情况，将相应的信息发送处理器14进行处理，并根据内部数据库进行推理和计算，根据结果再结合GPS定位器进行佩戴者所处位置的精确定位，因此，本实施例中的智能眼镜进一步地还包括定位器和存储器，通过所述摄像头11对智能眼镜周围环境进行监视，获取环境信息，并将其发送给处理器14，与存储器数据库中预存的环境信息进行比较和计算，对当前位置进行定位，得到定位信息。以此方式获得的定位信息有利于其他智能终端根据该位置信息进行其它发明技术的改进，可以为佩戴者提供附近场所的最佳路线，例如能够为佩戴者提供最近的地铁站以及从当前位置到该地铁站的最近路线等等，当然还可以根据该位置信息其它方面的帮助信息，原理同上，此处不再赘述。
[0051]优选地，本实施例中拾音器12设置在镜框中鼻托位置，所述脑电波识别器13设置在镜腿的中部，所述处理器14设置在镜腿的尾部。
[0052]其中拾音器12可以拾取特定范围内的语言信号，模拟信号转换为数字信号传输到处理器14，处理器14经过语音识别，转换成图文信息(可能是文字信息，也可能是图片信息，还可能是文字信息和图片信息的组合)，将其传输到给透明显示器10，通过眼镜的背面镜片进行显示。其中脑电波识别器13设置在镜腿的中部，佩戴时非常接近佩戴者的大脑，由于人的大脑在差生意识或想法的时候会产生一种脑电波信号，脑电波识别器13用于识别出该脑电波信号，读取佩戴者大脑思考时的脑电波信息，也就是操作指令，通过解码和编码处理，将得到的第一信息发送给处理器14，之后由处理器14对第一信息进行解析和处理，一般是与以存储器的数据库中以存储的脑电波信号与意识或想法的对应关系确定此时获取的脑电波信号对应的想法，并将其通过图文信息的形式显示出来。
[0053]优选地，本实施例中镜腿上还设置有测距器件、数据传输器件和充电器件，分别于所述处理器14连接，通过测距器件对当前位置与目标位置之间的距离进行感测，数据传输器件用于与外接设备之间进行数据传输，充电器件对透明显示器10、摄像头11、拾音器12、脑电波识别器13和处理器14进行充电，提高该智能眼镜的续航能力。
[0054]其中的测距器件可以内置于镜框上，其功能就是实时测量佩戴者与其所在位置路标的距离，能够实现准确定位，还可以测量佩戴者与佩戴者正在交流的人的距离，并因此设定拾音器12指向及拾音的距离。进一步地，本实施例中的测距器件以下测距仪中的一种:超声波测距仪、红外测距仪和激光测距仪。
[0055]另外，本实施例中的数据传输器件可以内置于另一侧镜腿的尾部，而充电器件为太阳能充电，可以集成在正面镜片和背面镜片的表面上。通过数据传输期间能够实现上述智能眼镜的通信功能，即通过RF (Radio Frequency,即射频)系统与本实施例中提供的智能眼镜佩戴者进行联络，来自其他智能终端用户的语音信息通过处理单元、人工智能系统的相应信息处理，然后将处理过的信息通过显示屏以B面显示模式传达给用户；用户的回应通过脑电波读取，B面显示模式显示在镜片上，经用户确认同意，处理器14接收到佩戴者的确认后将其转换成图文信息经过A面显示，或者是将其转换成语音信号发送出去。
[0056]需要说明的是,本实施例中的通信功能还可以是通过WIFI或Bluetooth等实现，因此更进一步的，该智能眼镜还可以同时具有娱乐功能的设计，佩戴者可以利用脑电波配合显示镜片玩游戏，利用WIFI上网，还可以与其他设备之间进行数据传输。
[0057]对于本实施例中的智能眼镜处于表达模式下的工作原理如下:
[0058]佩戴者大脑发出意念指令，产生脑电波信号，脑电波识别器13对该脑电波信号进行识别，如果识别脑电波信号失败则在透明显示器10的B面显示识别失败，佩戴者通过B面显示获知识别失败的反馈，之后将再次产生电脑波信号，该过程为识别判断过程，只是对脑电波识别器读取信息的错误进行反馈，原理示意图如图2所示。
[0059]进一步地，本实施例中对脑电波信号识别成功之后，识别出该脑电波信号并与存储器中的数据库进行信号比对，如果比对通过则表明脑电波读取成功，并发送给处理器14，再继续对该信息进行解析，与存储器中预先设定的脑电波信号与图文信息的对应关系，并将匹配出来的图文信息进行输出，即通过透明显示器10的A面进行显示。但是对脑电波信号与数据库对比匹配得到的图文信息在A面显示之前，还可以将其先在B面显示，佩戴者在B面看到匹配的图文信息之后进行判断，如果显示的内图文信息符合佩戴者的意念，就会产生一个确认的脑电波信号，处理器14收到该确认信息后再控制透明显示器切换到A面显示模式，将匹配的图文信息显示给佩戴者之外的人；如果B面显示的图文信息不符合佩戴者的意念，则脑电波识别器重新接收佩戴者大脑发出脑电波信号，直到符合佩戴者的意念为止，该过程为匹配判断过程，即脑电波识别器的信号经过处理后处理后，对输出的信息是否与佩戴者想要表达的意念一致，原理示意图如图3所示。通过这个判断过程，如果处理器处理后的图文信息完全符合佩戴者的意见，则在眼镜的A面进行图文信息显示；但是如果处理器处理后的信息与佩戴者想表达的意念有差异，则反馈到佩戴者，佩戴者重新发送意念指令，能够更加准确地表达佩戴者的想法，实现有效、准确的交流。
[0060]当智能眼镜处于接收模式情况的工作原理示意图如图4所示，摄像头11和拾音器12分别获取手势指令和语音信号，分别进行转换得到手势信号和音频信号交给处理器14进行处理，将其与存储器中数据库与图文信息的对应关系确定普通人想要对该智能眼镜佩戴者表达的想法或意图，并将其通过透明显示器10的B面显示，实现佩戴者接受外界信息的过程。
[0061]综上所述，本实施例提供的智能眼镜通过获取手势指令和语音信号，并交给处理器14进行处理，将对应的图文信息通过背面镜片进行显示，实现外界信息转化为眼镜佩戴者可以看到的图文信息，同时还可以将眼镜佩戴者的脑电波信号发送给处理器14，并将其对应的图文信息通过正面镜片进行显示，实现佩戴者将无法表达的语音通过图文方式展现给别人，达到聋哑人与普通人之间无障碍的交流。
[0062]实施例二
[0063]本发明实施例二中还提供了一种基于上述实施例一中智能眼镜的控制方法，步骤流程如图5所示，具体包括以下步骤:
[0064]S1、获取手势信号和音频信号，并发送给处理器；
[0065]S2、处理器对音频信号进行语音识别、转换成图文信息，将手势信号转换成图文信息，通过智能眼镜的背面镜片进行显示；
[0066]S3、获取脑电波信号，进行编码和解码后得到第一信息，将其发送给处理器；
[0067]S4、处理器将第一信息转换成图文信息，通过智能眼镜的正面镜片进行显示。
[0068]优选地，本实施例中步骤S4中智能眼镜的正面镜片显示之前还包括:
[0069]将图文信息在背面镜片进行显示，接收到确认的脑电波信号后再通过正面镜片进行显示。
[0070]优选地，本实施例中音频信号是经过拾音器对获取的语音信号进行模数转换得到的。
[0071]优选地，本实施例中获取手势信号和音频信号的同时还获取周围环境信息，并结合定位系统获取的位置信息对当前位置进行定位。
[0072]综上所述，本实施例提供的控制方法，通过佩戴上述智能眼镜，能够和周围的普通人进行交流和沟通，主要是通过摄像头以及具有语音识别和脑电波识别的器件或模块实现对手势指令、语音信号以及脑电波信号的采集和转换，将得到的信号经过处理器处理后一图文信息的形式进行展示，由于智能眼睛是可以双面显示的透明显示器，能够实现聋哑人和身边普通人之间的有效沟通和交流，而且提高手语表达等现有方式的精确度。
[0073]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种智能眼镜，其特征在于，包括:镜片、镜框和镜腿； 镜片为透明显示器，进行双面显示； 镜框上设置有摄像头和拾音器，分别获取手势指令和语音信号； 镜腿上设置有脑电波识别器和处理器，脑电波识别器获取脑电波信号，处理器接收手势指令、语音信号以及脑电波信号并进行处理。
2.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述透明显示器用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中透明显示器包括一个显示器以及设置在该显示器上的两个显示面，分别用于正面显示和背面显示。
3.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述透明显示器用于对处理器处理得到的图文信息进行双面显示，其中透明显示器包括两个显示器，每个显示器上的镜片作为显示面，分别用于正面显示和背面显示。
4.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述摄像头设置在镜框上，用于获取手势指令，产生手势信号，并将手势信号发送给处理器。
5.根据权利要求4所述的智能眼镜，其特征在于，还包括定位器和存储器，通过所述摄像头对智能眼镜周围环境进行监视，获取环境信息，并将其发送给处理器，与存储器数据库中预存的环境信息进行比较和计算，对当前位置进行定位。
6.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述拾音器设置在镜框中鼻托位置，所述脑电波识别器设置在镜腿的中部，所述处理器设置在镜腿的尾部。
7.根据权利要求1所述的智能眼镜，其特征在于，所述镜腿上还设置有测距器件、数据传输器件和充电器件，分别于所述处理器连接，通过测距器件对当前位置与目标位置之间的距离进行感测，数据传输器件用于与外接设备之间进行数据传输，充电器件对透明显示器、摄像头、拾音器、脑电波识别器和处理器进行充电。
8.根据权利要求7所述的智能眼镜，其特征在于，所述充电器件为太阳能充电，集成在所述透明显示器的镜面上。
9.根据权利要求7所述的智能眼镜，其特征在于，所述测距器件以下测距仪中的一种:超声波测距仪、红外测距仪和激光测距仪。
10.一种对权利要求1-9中任一项所述的智能眼镜的控制方法，其特征在于，包括: 51、获取手势信号和音频信号，并发送给处理器； 52、处理器对音频信号进行语音识别、转换成图文信息，将手势信号转换成图文信息，通过智能眼镜进行背面显示； 53、获取脑电波信号，进行编码和解码后得到第一信息，将其发送给处理器； 54、处理器将第一信息转换成图文信息，通过智能眼镜进行正面显示。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，如果步骤S3中获取脑电波信号失败之后还包括: 通过智能眼镜的背面显示，提示发生错误。
12.根据权利要求 10所述的控制方法，其特征在于，步骤S4中进行正面显示之前还包括: 对图文信息进行背面显示，接收到确认的脑电波信号后再进行正面显示。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述音频信号是经过拾音器对获取的语音信号进行模数转换得到的。
14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，获取手势信号和音频信号的同时还获取周围环境信息，并结合定位系统获取的位置信息对当前位置进行定位。
【文档编号】G09B21/04GK103646587SQ201310652206
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】杨久霞, 白峰, 白冰 申请人:北京京东方光电科技有限公司