导盲机器狗的制作方法

本发明涉及导盲技术领域，特别涉及一种导盲机器狗。

背景技术：

一些盲人在独自外出时通常会选择通过导盲犬来识别障碍物但是由于导盲犬的训练难度大，训练周期长，所以导盲犬的价格对于大多数盲人来说比较昂贵。而且由于动物的天性，当导盲犬在街上行走并面临各种复杂环境时，也会存在被诱惑或者被惊扰的可能。另外，导盲犬照顾起来也很不方便。所以导盲犬很难在日常生活中被广泛应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种导盲机器狗，所述导盲机器狗利用电子信息技术，通过导航定位、测距探路和语音提示等设计，为盲人提供导路等功能。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。一种导盲机器狗，包括外壳、控制模块、牵引绳和无线耳机，以及与控制模块相连接的导航模块、摄像模块、测距模块、驱动模块、语音模块和通讯模块；

所述导航模块用于规划行走路径；所述摄像模块包括摄像头和灰度传感器，用于拍摄和识别路面上的盲道；所述测距模块用于测量用户前方障碍物与用户之间的距离；

所述驱动模块包括电动机和滚轮，所述控制模块根据导航模块提供的行走路径控制驱动模块行走，并结合摄像模块所采集的图像数据和测距模块所采集的距离数据，以控制驱动模块改变运动速率和方向，控制语音模块发出语音提示，并控制通讯模块将语音提示发送至无线耳机。

使用时，导航模块根据用户的导航指令，进行路径规划，并实时地向控制模块发送控制信号，控制模块控制驱动模块改变运动方向。

使用时，所述导盲机器狗利用盲道与其他路面颜色不同的特点，通过摄像头和灰度传感器采集道路的图像数据，送入控制模块进行处理，控制模块提取盲道的特征信息，进而控制驱动模块的运动方向，使其沿着盲道运动。

使用时，所述测距模块测量用户前方障碍物与用户之间的距离，当所述距离小于事先设定好的安全距离时，控制模块控制语音模块向用户发送语音提醒，并控制驱动模块改变运动速率和运动方向。

进一步地，所述牵引绳包括绳索和拉环；所述绳索为刚性绳索，绳索上设置有应变式传感器，用于感应用户的停顿与启动，所述应变式传感器与控制模块连接；所述拉环上设置有脉搏传感器，用于感应所述拉环是否已脱离用户，所述脉搏传感器与控制模块连接。

当用户停顿时，所述绳索上的应变式传感器感应到拉应变，若此拉应变超出设定范围，则控制模块控制驱动模块停止运动。当用户启动时，所述绳索上的应变式传感器感应到压应变，若此压应变超出设定范围，则控制模块控制驱动模块开始运动。

当拉环脱离用户手腕时，脉搏传感器感应不到用户脉搏时，说明所述导盲机器狗已经脱离了用户的控制，则控制模块控制驱动模块停止运动。

进一步地，所述导盲机器狗还包括语音识别模块，用于识别用户所发出的语音信息；所述语音识别模块与控制模块连接。用户可通过语言向语音识别模块发送语音信息，语音识别模块识别语音信息中的指令，并将指令传递给控制模块，控制模块控制相应的模块响应。

进一步地，所述通讯模块与手机连接，用于向手机发送求救信号。所述手机由用户的家人持有。当用户遭遇危险时，用户可通过语音识别模块向控制模块发送求救信号，控制模块通过通讯模块将求救信号发送至手机。于此同时，控制模块控制导航模块将所采集的用户的位置数据也发送给手机，便于用户家人迅速找到遭遇危险的用户。

进一步地，所述导盲机器狗还包括人脸识别模块，所述人脸识别模块与控制模块连接。所述人脸识别模块用于识别用户和用户的亲人、朋友等。当有人靠近所述导盲机器狗时，导盲机器狗根据此人是否能被识别而发出两种不同的叫声。

进一步地，所述外壳的左侧和右侧均设置有光电传感器，用于感应用户是位于所述导盲机器狗的左侧还是右侧。当用户位于所述导盲机器狗的不同侧时，会影响机器狗选择绕过障碍物的方向。例如，当用户位于导盲机器狗的左侧时，导盲机器狗会选择从障碍物的左侧绕过，此时所述导盲机器狗位于用户和障碍物之间，避免用户与障碍物发生碰撞，更加保护用户的安全。

与现有技术相比，本发明所述机器导盲狗具有以下有益效果：

1、通过导航模块，使所述导盲机器狗具有导航功能。

2、通过摄像模块，使所述导盲机器狗保持沿盲道移动。而且盲道平坦且连贯，不仅便于用户行走，也便于导盲机器狗移动。

3、通过测距模块，使所述导盲机器狗具有规避障碍物的功能，保障了用户的安全。

4、本发明所述导盲机器狗与导盲犬相比，面对复杂环境时，不易受到诱惑和惊扰；而且相比导盲犬，所述导盲机器狗也不需要特别照顾。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1所示为本发明所述导盲机器狗的结构示意图。

图2所示为本发明所述无线耳机的结构示意图。

图3所示为本发明所述导盲机器狗的原理框图。

图中标号说明：

10-牵引绳；11-绳索；12-拉环；13-应变式传感器；14-脉搏传感器；20-无线耳机；30-摄像头；35-灰度传感器；40-电动机；45-滚轮；50-外壳；55-光电传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一：

请参阅图1至图3，一种导盲机器狗，一种导盲机器狗，包括外壳50、控制模块、牵引绳10和无线耳机20，以及与控制模块相连接的导航模块、摄像模块、测距模块、驱动模块、语音模块和通讯模块。

在图3所示原理框图中，控制模块可以采用单片机实现控制电路，图3中所示各个模块与控制模块采用数据线连接进行数据或信号传输。

所述驱动模块包括滚轮45和驱动滚轮45的电动机40。电动机40连接控制模块，控制模块控制电动机40的启闭。

所述导航模块根据用户的导航指令，进行路径规划，并根据路径规划结果实时地向控制模块发送控制信号，控制模块控制驱动模块改变运动方向。导航模块为现有技术，对此不做细述。

所述摄像模块包块摄像头30和灰度传感器35。使用时，导盲机器狗利用盲道与其他路面颜色不同的特点，通过摄像头30和灰度传感器35采集道路的图像数据，由控制模块提取出盲道的特征信息，进而确定驱动模块的运动方向，使其沿着盲道运动。

所述测距模块用于测量用户前方障碍物与用户之间的距离。本领域技术人员容易理解的，所述测距模块的实施方式可以有多种选择。作为举例，所述测距模块包括激光投影器、摄像头和运算电路；所述激光投影器照射前方障碍物，所述摄像头接收前方障碍物反射回来的信号，运算电路根据发射与接收激光的时间差及激光传输速率计算用户与障碍物之间的距离。

作为举例，本实施例将安全距离设置为两米。当用户与障碍物的距离小于两米时，控制模块控制语音模块向用户发送语音提醒，提醒用户前方有障碍物，准备绕行；控制模块并控制驱动模块改变运动速率和运动方向。

本领域技术人员容易理解的，所述语音模块的实施方式可以有多种选择。作为举例，所述语音模块为单片语音播放电路，电路中包括自动增益控制电路、麦克风前置扩大器、扬声器驱动电路、振荡器和内存。所述通讯模块也可以有多种选择，作为举例，所述通讯模块为3g模块。

考虑到普通导盲犬通过感受牵引绳的松紧来察觉用户的停顿与启动。为了使本实施例所述导盲机器狗也能察觉用户的停顿的启动，所述牵引绳10包括绳索11；所述绳索11为刚性绳索，绳索11上设置有应变式传感器13，用于感应用户的停顿与启动，所述应变式传感器13与控制模块连接。

当用户停顿时，所述绳索11上的应变式传感器13感应到拉应变，若此拉应变超出设定范围，则控制模块控制驱动模块停止运动。当用户启动时，所述绳索11上的应变式传感器13感应到压应变，若此压应变超出设定范围，则控制模块控制驱动模块开始运动。

考虑到本实施例所述导盲机器狗也存在脱离用户控制的可能，为了避免所述导盲机器狗走失，所述牵引绳10还包括拉坏12；所述拉环12上设置有脉搏传感器14，用于感应所述拉环12是否已脱离用户，所述脉搏传感器14与控制模块连接。

当拉环12脱离用户手腕时，脉搏传感器14感应不到用户脉搏时，说明所述导盲机器狗已经脱离了用户的控制，则控制模块控制驱动模块停止。

实施例二：

请参阅图1至图3，一种导盲机器狗，包括实施例一中所述的所有技术特征。此外，为了便于人机交互，所述导盲机器狗还包括语音识别模块，用于识别用户发出的语音信息；所述语音识别模块与控制模块连接。用户可直接通过语言控制导盲机器狗的移动。

作为举例，本实施例中语音识别模块与导航模块连接，用户可通过语言向导航模块发送导航控制信息。

本实施例中，所述通讯模块与手机连接，手机作为一种监控设备，由用户的家人持有。当用户遭遇危险时，可通过语言向控制模块发送求救信号。控制模块通过语音识别模块接收到求救信号后，并通过通讯模块将该信号发送给手机持有者。于此同时，控制模块控制导航模块将所采集的用户的位置数据也发送给手机，便于手机持有者迅速找到遭遇危险的用户。

本实施例中，所述导盲机器狗还包括人脸识别模块，所述人脸识别模块与控制模块连接。所述人脸识别模块用于识别用户和用户的亲人、朋友等。当有人靠近所述导盲机器狗时，导盲机器狗根据此人是否能被识别而发出两种不同的叫声。

实施例三：

请参阅图1至图3，一种导盲机器狗，包括实施例一中所述的所有技术特征。此外，所述外壳50的左侧和右侧均设置有光电传感器55，用于感应用户是位于所述导盲机器狗的左侧还是右侧

当用户位于所述导盲机器狗的不同侧时，会影响机器狗选择绕过障碍物的方向。作为举例，当用户位于导盲机器狗的左侧时，导盲机器狗会选择从障碍物的左侧绕过，此时所述导盲机器狗位于用户和障碍物之间，避免用户与障碍物发生碰撞，更加保护用户的安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。